JP3757937B2

JP3757937B2 - Distance measuring device

Info

Publication number: JP3757937B2
Application number: JP2002354217A
Authority: JP
Inventors: 佳江寒川; 豊史野沢; 浩司大方; 勉夏目; 善明帆足
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP2004184333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、距離測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、距離測定装置において、物体からの反射波の信号強度を考慮した測定方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている測定方法によれば、例えば、自車両から近距離に位置する車両にパルス波を放射した場合、通常に反射されたときに生じるであろう信号強度に基づく反射波のパルス幅（削除パルス幅）を設定し、この削除パルス幅と装置の検出した反射波のパルス幅とを比較して、削除パルス幅に満たないパルス幅をもった反射波を距離測定に利用しないようにしている。これにより、測定対象の物体として車両を想定した場合に、反射波の信号強度が車両と比べて相対的に弱い路側物等からの反射波の検出結果から距離を測定しないようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２８２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した、従来の反射波のパルス幅による判定方法には、次のような問題がある。例えば、図１３に示すような、２つの反射波（Ｌ１、Ｌ２）が重なったような反射波（Ｌ）が検出された場合、この反射波（Ｌ）のパルス幅（Ｔ）は、削除パルス幅（Ｗ）よりも大きいため、この反射波（Ｌ）の検出結果から物体までの距離を測定してしまう。
【０００５】
このような、２つの反射波が重なったようなパルス幅の大きい反射波（Ｌ）は、例えば、放射したパルス波が水しぶきや黒煙等を透過したのちに測定対象の物体から反射され、水しぶきや黒煙等からの反射波とともに物体からの反射波を検出した場合に得られるものである。仮に、物体からの反射波を反射波（Ｌ２）とした場合、この反射波（Ｌ２）のパルス幅と削除パルス幅（Ｗ）との大小関係を比較して、物体からの反射波を距離測定に利用すべきか否かを判定する必要がある。
【０００６】
しかしながら、従来の判定方法は、反射波（Ｌ）のパルス幅（Ｔ）と削除パルス幅（Ｗ）との大小関係から距離測定に利用すべきか否かを判定するため、十分な信号強度が得られない反射波であっても、水しぶきや黒煙等の環境的な影響を受けて強い信号強度に相当するパルス幅となった反射波（Ｌ）から距離を算出することがあった。
【０００７】
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、装置の検出した反射波に対して、距離測定に利用すべきか否かの判定をより正確に行える距離測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の距離測定装置は、送信波を車両の周囲に放射して、その反射波の強度に応じた受信信号を出力する出力手段と、受信信号の振幅が第１の所定値を越えているか否かを判定する第１振幅判定手段と、受信信号の振幅が第１の所定値よりも小さい値の第２の所定値を越えているか否かを判定する第２振幅判定手段と、受信信号の振幅が第２の所定値を越えている間の時間幅と予め設定された基準時間幅との大小関係を判定する時間幅判定手段と、第１振幅判定手段及び第２振幅判定手段によって判定される受信信号の振幅の大きさと、時間幅判定手段によって判定される時間幅の長さとに基づいて、受信信号が異常か否かを判定する判定手段と、判定手段によって異常ではないと判定された受信信号に基づいて反射物体までの距離を検出する検出手段とを備え、判定手段は、受信信号の振幅が第１振幅判定手段により第１の所定値を越えていないと判定され、第２振幅判定手段により第２の所定値を越えていると判定され、時間幅判定手段により時間幅が基準時間幅よりも長い時間幅であると判定された場合に、受信信号を異常と判定することを特徴とする。
【０００９】
例えば、送信波として光波を用い、その光波の反射光の強さに応じた受信信号を出力する出力手段を採用した場合、強い光を検出したときには、その受信信号の振幅と波長は大きいものとなり、また、弱い光を検出したときには、その受信信号の振幅と波長は小さいものとなるという関係が成り立つ。このように、受信信号の振幅と波長は、ともに反射波の強さと相関関係をもつため、受信信号の振幅が第１の所定値や第２の所定値を越えているか否か、さらに、第２の所定値を越えている間の時間幅の長さを判定することで、受信信号が異常か否かを判定することができる。
【００１０】
従って、このような振幅と波長との関係に基づき、異常ではないと判定される受信信号を抽出することによって、受信信号を距離測定に利用すべきか否かの判定をより正確に行うことができる。例えば、水しぶきや黒煙等の環境的な影響を受けて、見かけ上長い時間幅となった反射波の受信信号から反射物体までの距離を検出しないようにすることができる。
【００１１】
請求項２に記載の距離測定装置は、送信波を車両の周囲に放射して、その反射波の強度に応じた受信信号を出力する出力手段と、受信信号の振幅が第１の所定値を越えているか否かを判定する第１振幅判定手段と、受信信号の振幅が第１の所定値よりも小さい値の第２の所定値を越えているか否かを判定する第２振幅判定手段と、受信信号の振幅が第２の所定値を越えている間の時間幅と予め設定された基準時間幅との大小関係を判定する時間幅判定手段と、第１振幅判定手段及び第２振幅判定手段によって判定される受信信号の振幅の大きさと、時間幅判定手段によって判定される時間幅の長さとに基づいて、受信信号が異常か否かを判定する判定手段と、判定手段によって異常ではないと判定された受信信号に基づいて反射物体までの距離を検出する検出手段とを備え、判定手段は、受信信号の振幅が第１振幅判定手段により第１の所定値を越えていると判定され、時間幅判定手段により時間幅が基準時間幅に満たない長さの時間幅であると判定された場合に、時間幅を基準時間幅に置き換えることで、受信信号を異常ではないと判定することを特徴とする。
【００１８】
例えば、放射した１つの送信波に対して２つの反射波（第１反射波、第２反射波）が検出された場合において、はじめに検出された第１反射波の受信信号の振幅が第２の所定値以上で第１の所定値に満たないものであって、その後に検出された第２反射波の受信信号の振幅が第１の所定値を越える場合、第２の所定値を越えている間の時間幅を第１反射波の受信信号から求め、第２反射波の受信信号から第１の所定値を越えていると判定されることが考えられる。この場合、時間幅判定手段は、第１の反射波から第２の所定値を越えている間の時間幅を判定するため、その時間幅が基準時間幅に満たないと判定する。このため、第１の所定値を越えていながら、第２の所定を越えている間の時間幅が短い異常な信号と判定されることになる。
【００１９】
しかし、上述の場合、第２反射波は高い受信強度をもっており、車両後部のリフレクタ等から正常に反射されたものと推定できる。そこで、第１反射波の第２の所定値を越えている間の時間幅を基準時間幅に置き換えることで、判定手段は、電圧信号の振幅の大きさと第２の所定値を越えている間の時間幅とが所定の関係を満たしていると判定する。その結果、第２反射波による受信信号に基づいて、反射物体までの距離を検出することが可能となる。
【００２０】
請求項３に記載の距離測定装置では、検出手段は、受信信号の振幅が第１振幅判定手段によって第１の所定値を越えていると判定された場合、第１の所定値を越えている間の時間幅の中間時刻を受信信号の振幅が最大値に達する時刻と一致するように補正する第１中間時刻補正手段と、受信信号の振幅が第２振幅判定手段によって第２の所定値を越えていると判定されるものの、第１振幅判定手段によって第１の所定値を越えていないと判定された場合、第２の所定値を越えている間の時間幅の中間時刻を受信信号の振幅が最大値に達する時刻と一致するように補正する第２中間時刻補正手段とを備え、送信波を放射したときの時刻と補正された中間時刻との時間差を求めることにより、反射物体までの距離を検出することを特徴とする。
【００２１】
例えば、光波を用いた距離測定装置の場合、上述したように、反射波の光の強さと第２の所定値を越えている間の時間幅の長さとは相関関係が成り立つ。また、反射波の光の強さが強いほど、その反射波の立下り過程で第２の所定値と交差する時刻が遅れる傾向にある。すなわち、第２の所定値を越えている間の時間幅が長いほど、その反射波の立下り過程で第２の所定値と交差する時刻が遅れる傾向にあり、この時間幅の中間時刻と受信信号がピークに達しているときの時間とが一致しない。
【００２２】
送信波を放射したときの時刻と反射波の受信信号がピークに達しているときの時刻との時間差に光速を乗じることで反射物体までの距離を求める際、時間幅の中心時刻と受信信号がピークに達しているときの時間とが一致しないと、その遅れ時間分に相当する距離が誤差となって含まれることになる。
【００２３】
そこで、反射物体までの距離を検出する際には、その遅れ時刻分を第２の所定値を越えている間の時間幅の長さに応じて補正することで、この時間幅の中間時刻を受信信号がピークに達している時刻に一致するようになり、その結果、その補正された中間時刻にから反射物体までの正確な距離を検出することが可能になる。
【００２４】
請求項４に記載の距離測定装置によれば、検出手段によって検出された反射物体までの距離が所定距離以下である場合、第１中間時刻補正手段及び第２中間時刻補正手段による補正量を変更する補正量変更手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
上述したように、例えば、光波を用いた距離測定装置の場合、第２の所定値を越えている間の時間幅が長いほど、その反射波の立下り過程で第２の所定値と交差する時刻が遅れる傾向にある。しかし、所定距離よりも短い距離に位置する反射物体から反射波を検出した場合であって、第２の所定値を越えている間の時間幅が短い場合には、上述した時間幅の中間時刻と電圧信号がピークに達しているときの時間差が、所定距離以上の距離を検出した場合に比べて小さくなり、一方、第２の所定値を越えている間の時間幅が長い場合には、上述した時間幅の中間時刻と電圧信号がピークに達しているときの時間差が、所定距離以上の距離を検出した場合に比べて大きくなる傾向にある。
【００２６】
そこで、所定距離よりも短い距離に位置する反射物体から反射波を検出した場合には、受信信号の波長（第２の所定値を越えている間の時間幅）に応じて、第１中間時刻補正手段及び第２中間時刻補正手段による補正量を変更する。これにより、近距離に位置する反射物体までの距離を正確に検出することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の距離測定装置が適用された車両制御装置について、図面に基づいて説明する。この車両制御装置は、自動車に搭載され、警報すべき領域に障害物が所定の状況で存在する場合に警報を出力したり、前車（先行車両）に合わせて車速を制御したりする装置である。
【００２８】
図１に、車両制御装置の全体構成を示す。車両制御装置１は、認識・車間制御ＥＣＵ３を中心に構成されている。認識・車間制御ＥＣＵ３は、マイクロコンピュータを主な構成として入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）および各種の駆動回路や検出回路を備えている。これらのハード構成は一般的なものであるので詳細な説明は省略する。
【００２９】
認識・車間制御ＥＣＵ３は、レーザレーダセンサ５、車速センサ７、ブレーキスイッチ９、スロットル開度センサ１１から検出データを入力し、警報音発生器１３、距離表示器１５、センサ異常表示器１７、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１及び自動変速機制御器２３へ所定の駆動信号を出力する。
【００３０】
また、認識・車間制御ＥＣＵ３には、警報音量を設定する警報音量設定器２４、警報判定処理における感度を設定する警報感度設定器２５、クルーズコントロール（Cruise Control、以下ＣＣと記す）スイッチ２６、図示しないステアリングホイールの操作量を検出するステアリングセンサ２７、ヨーレートセンサ２８が接続されている。さらに、認識・車間制御ＥＣＵ３は、電源スイッチ２９を備え、このスイッチを操作することにより、所定の処理が開始される。
【００３１】
ここで、レーザレーダセンサ５の構成について説明する。レーザレーダセンサ５は、図２に示すように、発光部、受光部及びレーザレーダＣＰＵ７０などを主要部として構成されている。発光部は、パルス状のレーザ光をスキャナ７２を介して放射する半導体レーザダイオード（以下、レーザダイオードと呼ぶ）７５を備えている。そして、レーザダイオード７５は、レーザダイオード駆動回路７６を介してレーザレーダＣＰＵ７０に接続され、レーザレーダＣＰＵ７０からの駆動信号によりレーザ光を放射（発光）する。
【００３２】
また、スキャナ７２にはポリゴンミラー７３が回転可能に設けられ、レーザレーダＣＰＵ７０からの駆動信号がモータ駆動回路７４を介して入力されると、このポリゴンミラー７３は、図示しないモータの駆動力により回転する。すると、レーザ光は車両前方の測定エリアの中心方向を中心に、車幅方向の所定角度の範囲で不連続に掃引照射（スキャン）される。
【００３３】
なお、本実施形態でのスキャンは、車両の車幅の中心軸を中心として、車両前方の左右各々約７．８度のエリア内を順次走査する。具体的には、左方向から右方向へスキャンし、水平ビーム番号を０〜１０４とする１０５本の送信レーザ光ビームが０．１５度毎に照射される。つまり、水平ビーム番号０が−７．８度に相当し、水平ビーム番号１０４が＋７．８度に相当する。なお、このレーザ光はガラス板７７を通して照射されるため、例えば降雨時などにこのガラス板７７に水滴が付着することで、レーザ光が散乱する可能性がある。
【００３４】
一方、受光部は、図示しない物体に反射されたレーザ光を受光する受光レンズ８１と、受光した光の強さ（強度）に対応する電圧を出力する受光素子８３とを備えている。この受光素子８３の出力電圧はアンプ８５に入力され、アンプ８５は、この入力電圧を所定の倍率で増幅してコンパレータ８７、８８に出力する。なお、このアンプ８５は、受光強度の強い光を受光した場合に、所定の倍率で電圧を増幅することができず飽和する場合がある。
【００３５】
コンパレータ８７は、アンプ８５の出力電圧（Ｖ）を予め設定した基準電圧（Ｖ０）と比較し、出力電圧（Ｖ）が基準電圧（Ｖ０）と一致したとき所定の受信信号を時間計測回路８９へ出力する。この基準電圧（Ｖ０）は、ノイズ成分による影響を避けるために設定されるものであり、以下、下閾値（Ｖ０）と呼ぶことにする。コンパレータ８８は、アンプ８５の出力電圧（Ｖ）を予め設定された基準電圧（Ｖ１）と比較し、出力電圧（Ｖ）が基準電圧（Ｖ１）と一致したとき所定の受信信号を時間計測回路８９へ出力する。この基準電圧（Ｖ１）は、例えば、車両の後部に設けられるリフレクタ等によって反射されたときに通常出力される電圧レベルに基づいて設定されるものであり、以下、上閾値（Ｖ１）と呼ぶことにする。
【００３６】
時間計測回路８９は、出力電圧（Ｖ）が上閾値（Ｖ１）を越えている時間の開始時刻と終了時刻を計測するＶ１時間計測部９０と、出力電圧（Ｖ）が下閾値（Ｖ０）を越えている時間の開始時刻と終了時刻を計測するＶ０時間計測部９１とを備えている。この時間計測回路８９は、例えば、図１１（ａ）に示すような出力電圧が入力された場合には、Ｖ０時間計測部９１によって２つの時刻（ｔ１、ｔ２）が計測される。また、図１１（ｂ）に示すような上閾値（Ｖ１）を越える出力電圧（Ｖ）が入力された場合には、Ｖ０時間計測部９１によって２つの時刻（ｔ１、ｔ２）とＶ１時間計測部９０によって２つの時刻（ｔ３、ｔ４）、すなわち、最大で４つの時刻（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４）が計測される。
【００３７】
なお、本実施形態におけるＶ１時間計測部９０及びＶ０時間計測部９１は、出力電圧（Ｖ）が上閾値（Ｖ１）又は下閾値（Ｖ０）を最初に越えた際に、開始時刻及び終了時刻を計測する。従って、例えば、図１１（ｃ）に示すような、放射されたレーザ光１発に対して複数の反射波（Ｌ１、Ｌ２）が検出された場合、Ｖ１時間計測部９０は、反射波Ｌ２から時刻（ｔ３、ｔ４）を計測し、また、Ｖ０時間計測部９１は、反射波Ｌ１から時刻（ｔ１、ｔ２）を計測し、反射波Ｌ２から時刻（ｔ１２、ｔ２２）を計測しない。
【００３８】
これは、Ｖ０時間計測部９１が反射波Ｌ２から時刻（ｔ１２、ｔ２２）を計測できるようにしても、Ｖ１時間計測部９０が計測した時刻（ｔ３、ｔ４）が反射波（Ｌ１、Ｌ２）のいずれかから計測したものなのか特定できないことによる。すなわち、例えば、Ｖ１時間計測部９０とＶ０時間計測部９１とが計測するタイミングを同期させることで反射波を特定することが可能になるが、出力電圧の時刻計測に要する処理時間以上に同期信号を送信する時間が必要となり、実質的に本実施形態の構成では、同期を取ることが不可能だからである。
【００３９】
従って、レーザ光１発に対して複数の反射波が検出された場合には、図１１（ｄ）に示すような、原則的に受光することのない反射波（Ｌ３）が検出されたことになる。
【００４０】
また、時間計測回路８９には、レーザレーダＣＰＵ７０からレーザダイオード駆動回路７６へ出力される駆動信号も入力され、この駆動信号が入力された入力時刻（ｔｓ）と、最大で４つの時刻（ｔ１〜ｔ４）が２進デジタル信号に符号化され、その値をレーザレーダＣＰＵ７０へ入力する。なお、この符号化されたデータを時刻データと呼ぶことにする。
【００４１】
レーザレーダＣＰＵ７０では、入力時刻（ｔｓ）と最大で４つの時刻（ｔ１〜ｔ４）からなる時刻データに基づいて反射物体までの距離（距離データ）を求め、この距離データとポリゴンミラー７３の回転角度（スキャン角度）及び後述する受光強度（Δｔ）を含む測距データを認識・車間制御ＥＣＵ３へ出力する。なお、レーザレーダＣＰＵ７０では、距離データ及び受光強度を求める際、次のような原理によって求める。
【００４２】
図９は、距離データを算出する際に行われる処理を説明する受信波形図であり、曲線Ｌ１は、強い受光強度の反射波を受信した場合の受信波形を示すものであり、曲線Ｌ２は、弱い受信強度の反射波を受信した場合の受信波形を示すものである。また、図１０に、受光強度に対応する時間幅と補正時間との対応関係を示す。
【００４３】
なお、曲線Ｌ１の立ち上がり過程にコンパレータ８７によって設定された下閾値（Ｖ０）と交差する時刻をｔ１１、曲線Ｌ１の立ち下がり過程に下閾値（Ｖ０）と交差する時刻をｔ１２、時刻ｔ１１と時刻ｔ１２との時間差をΔｔ１とする。また、曲線Ｌ２の立ち上がり過程に下閾値（Ｖ０）と交差する時刻をｔ２１、曲線Ｌ２の立ち下がり過程に下閾値（Ｖ０）と交差する時刻をｔ２２、時刻ｔ２１と時刻ｔ２２との時間差をΔｔ２とする。
【００４４】
さらに、曲線Ｌ１の立ち上がり過程にコンパレータ８８によって設定された上閾値（Ｖ１）と交差する時刻をｔ１３、曲線Ｌ１の立ち下がり過程に上閾値（Ｖ１）と交差する時刻をｔ１４、時刻ｔ１３と時刻ｔ１４との時間差をΔｔ３とする。
【００４５】
図９から明らかなように、強い受光強度の反射波に対応する時間差Δｔ１と弱い受光強度の反射波に対応する時間差Δｔ２とを対比すると、Δｔ１＞Δｔ２の関係が成立する。すなわち、受信波形が下閾値（Ｖ０）と交差する時刻（ｔ１１、ｔ１２、ｔ２１、ｔ２２）によって決定される時間差（Δｔ１、Δｔ２）の大きさは受光強度と対応し、受光強度が小さい時には上記時間差が小さくなり（Δｔ２）、受信強度が大きい時には上記時間差が大きくなる（Δｔ１）。したがって、この時間差（Δｔ１、Δｔ２）は、受信波形の受光強度を特徴付ける指標となる。
【００４６】
また、時刻ｔ１１と時刻ｔ１２との中間時刻をｔｃ２、時刻ｔ２１とｔ２２との中間時刻をｔｃ１、曲線Ｌ１、Ｌ２が最大電圧に到達する時刻をｔｐ、中間時刻ｔｃ２と最大電圧に達する時刻ｔｐとの時間差をΔα１、中間時刻ｔｃ１と最大電圧に達する時刻ｔｐとの時間差をΔα２とする。なお、中間時刻（ｔｃ２、ｔｃ１）と最大電圧に達する時刻ｔｐとの時間差を補正時間（Δα１、Δα2２）と称す。
【００４７】
すると、上述した受光強度に対応する時間幅（Δｔ１、Δｔ２）と補正時間（Δα１、Δα２）との間には所定の対応関係を有する。すなわち、図１０に示すように、受光強度に対応する時間幅が大きくなるにしたがって補正時間も単調増加する傾向を有している。したがって、同図に示す対応関係を予め実験等により求めておき、受光強度に対応する時間幅から補正時間を求めて、この補正時間に基づいて中間時刻（ｔｃ２、ｔｃ１）を最大電圧に達する時刻ｔｐに補正し、レーザダイオード７５が発光する時刻（ｔｓ）から最大電圧に達する時刻（ｔｐ）までの時間差に基づいて物体までの距離を測定する。
【００４８】
これにより、反射波の受光強度の違いによる測定誤差は補正時間によって補正され、同一の時刻ｔｐまでの時間差として物体までの距離が測定される。なお、受光強度に対応する時間幅と補正時間との関係はマップとしてＲＯＭ等に記憶しておけばよい。
【００４９】
なお、曲線Ｌ１のような受光強度の強い反射波の場合には、上閾値Ｖ１と交差することがある。その場合には、上閾値Ｖ１と交差する時刻ｔ１３とｔ１４との時間幅Δｔ１１（図示せず）とその中間時刻ｔｃ２２（図示せず）を求め、予め用意される時間幅と補正時間との関係を示すマップから補正時間を求め、中間時刻ｔｃ２２を補正した上でその最大電圧に達する時刻までの時間差に基づいて物体までの距離を測定する。
【００５０】
認識・車間制御ＥＣＵ３は、上述のように構成されていることにより、レーザレーダセンサ５からの測距データを基にして、受光強度（Δｔ）が所定の条件を満たす距離データとスキャン角度から物体を認識し、その認識物体から得た先行車両の状況に合わせて、ブレーキ駆動器１９、スロットル駆動器２１及び自動変速機制御器２３に駆動信号を出力することにより車速を制御する、いわゆる車間制御を実施している。また、認識物体が所定の警報領域に所定時間存在した場合等に警報する警報判定処理も同時に実施している。この場合の物体としては、自車両の前方を走行する先行車両やまたは停止している停止車両あるいは路側にあるガードレールや支柱物体等が該当する。
【００５１】
続いて、認識・車間制御ＥＣＵ３の内部構成について制御ブロックとして説明する。レーザレーダセンサ５から出力された測距データは、物体認識ブロック４３に送られ、物体認識ブロック４３では、この測距データに基づいて物体認識を実行する。
【００５２】
この物体認識ブロック４３は、測距データの受光強度（Δｔ）が所定の条件を満たすか否かを判定し、所定の条件を満たす距離データとスキャン角度とに対して、レーザレーダ中心を原点（０、０）とした、車幅方向をＸ軸、車両前方方向をＺ軸とするＸＺ直交座標に変換する。そして、この直交座標に変換されたデータに基づいて、物体の中心位置（Ｘ、Ｚ）、大きさ（Ｗ、Ｄ）を求めると共に、中心位置（Ｘ、Ｚ）の時間的変化に基づいて、自車両位置を基準とする先行車両等の障害物の相対速度（Ｖｘ、Ｖｚ）を求める。
【００５３】
さらに、物体認識ブロック４３では、車速センサ７の検出値に基づいて車速演算ブロック４７から出力される車速（自車速）Ｖと上記求められた相対速度（Ｖｘ、Ｖｚ）とから物体が停止物体であるか移動物体であるかの認識種別が求められ、この認識種別と物体の中心位置とに基づいて自車両の走行に影響する物体が選択され、その距離が距離表示器１５により表示される。なお、物体の大きさを示す（Ｗ、Ｄ）は、それぞれ（横幅、奥行き）である。このようなデータを持つ物体のモデルを「物標モデル」と呼ぶこととする。
【００５４】
異常検出ブロック４４は、物体認識ブロック４３によって求められたデータが異常な範囲の値であるかどうかを検出し、異常な範囲の値である場合には、センサ異常表示器１７にその旨の表示がなされる。また、ステアリングセンサ２７からの信号に基づいて操舵角演算ブロック４９にて操舵角が求められ、ヨーレートセンサ２８からの信号に基づいてヨーレート演算ブロック５１にてヨーレートが演算される。
【００５５】
カーブ半径（曲率半径）算出ブロック５７では、車速演算ブロック４７からの車速と操舵角演算ブロック４９からの操舵角とヨーレート演算ブロック５１からのヨーレートとに基づいて、カーブ半径（曲率半径）Ｒを算出する。先行車判定ブロック５３では、このカーブ半径Ｒおよび物体認識ブロック４３にて求められた認識種別、中心位置座標（Ｘ、Ｚ）、物体の大きさ（Ｗ、Ｄ）及び相対速度（Ｖｘ、Ｖｚ）に基づいて先行車を選択し、その先行車に対する距離Ｚおよび相対速度Ｖｚを求める。
【００５６】
そして、車間制御部及び警報判定部ブロック５５が、この先行車との距離Ｚ、相対速度Ｖｚ、ＣＣスイッチ２６の設定状態及びブレーキスイッチ９の踏み込み状態、スロットル開度センサ１１からの開度および警報感度設定器２５による感度設定値に基づいて、警報判定ならば警報するか否かを判定し、クルーズ判定ならば車速制御の内容を決定する。その結果を、警報が必要ならば、警報発生信号を警報音発生器１３に出力する。また、クルーズ判定ならば、自動変速機制御器２３、ブレーキ駆動器１９およびスロットル駆動器２１に制御信号を出力して、必要な制御を実施する。そして、これらの制御実行時には、距離表示器１５に対して必要な表示信号を出力して、状況をドライバに告知している。
【００５７】
次に、レーザレーダＣＰＵ７０及び物体認識ブロック４３において実行される距離データの算出と物体認識にかかわる動作について説明する。図３は、物体認識の全体を示すメインフローチャートである。ステップＳ１では、レーザレーダセンサ５は、時間計測回路８９から１スキャン分の時刻データの読み込みを行う。レーザレーダセンサ５でのスキャン周期は０．１秒とし、０．１秒毎にデータを取り込むこととする。
【００５８】
ステップＳ２では、時刻データから物体までの距離を求めるか否かの判定処理（データ判定処理）を実行する。ステップＳ３では、データのセグメント化を行う。上述したように、距離データとスキャン角度については極座標系からＸＺ直交座標系に変換し、その変換後のデータをグルーピングしてセグメントを形成する。本実施形態では、物体を点として認識し、この点として認識されたデータ同士のＸ軸方向の距離が０．２ｍ以下、Ｚ軸方向の距離が２ｍ以下という２条件を共に満たす場合に、その点集合を一体化してセグメントデータを求める。このセグメントデータは、一体化された点集合を含むような大きさに設定された、Ｘ軸及びＺ軸に平行な２辺を持つ長方形の領域であり、中心座標（Ｘ、Ｚ）と大きさを示すための２辺のデータ（Ｗ、Ｄ）をデータ内容とする。
【００５９】
ステップＳ４では、認識対象の個々の車両などを物標化する物標化処理を行う。物標とは、ひとまとまりのセグメントに対して作成される物体のモデルである。この物標化の内容は、上述したように、ステップＳ３で得たセグメントデータに基づいて、物体の中心位置（Ｘ、Ｚ）、大きさ（Ｗ、Ｄ）を求めると共に、中心位置（Ｘ、Ｚ）の時間的変化に基づいて、自車両位置を基準とする先行車両等の障害物の相対速度（Ｖｘ、Ｖｚ）を求める。さらに、物体が停止物体であるか移動物体であるかの認識種別が求められ、この認識種別と物体の中心位置とに基づいて自車両の走行に影響する物体が選択され、その距離が距離表示器１５により表示される。このようなデータを持つ物標モデルが図１に示す物体認識ブロック４３から先行車判定ブロック５３へ出力される。
【００６０】
次に、本実施形態の特徴部分である、データ判定処理について図４〜７のフローチャートを用いて説明する。図４に示すステップＳ１０は、時刻データに上閾値（Ｖ１）と一致する時刻（ｔ３、ｔ４）のデータが存在するか否かを判定する。すなわち、検出した反射波が上閾値（Ｖ１）を越えているか否かを判定する。ここで、時刻（ｔ３、ｔ４）の各データが共に存在する場合には、ステップＳ２０へ処理を進め、時刻（ｔ３、ｔ４）のデータが存在しない場合（上閾値を越えていない場合）には、後述するステップＳ１００へ処理を移行する。
【００６１】
ステップＳ２０では、時刻（ｔ３）と時刻（ｔ４）の大小関係を判定し、時刻（ｔ４）が時刻（ｔ３）よりも大きい値であれば、ステップＳ３０へ処理を進め、これに該当しない場合には、ステップＳ４０において異常データ処理を行う。この異常データ処理は、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ４００において、測距データが異常値を示している、或いは、測距データが得られなかったとして、距離値（ＤＴ）にデータ無し（null）を代入する。ステップＳ４１０では、後述する受光パルス幅データが得られなかったとして、受光パルス幅データの変数（ＷＨ、ＷＬ）にデータ無し（null）を代入する。
【００６２】
ステップＳ３０では、上閾値（Ｖ１）と一致する時刻（ｔ３、ｔ４）から受光パルス幅（ＷＨ）を算出する。これにより、上閾値（Ｖ１）を越えている間の時間幅が算出される。ステップＳ５０では、受光パルス幅の補正処理を行う。この補正処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図６に示すステップＳ３００では、下閾値（Ｖ０）と一致する時刻（ｔ１、ｔ２）から受光パルス幅（ＷＬ）を算出する。この受光パルス幅（ＷＬ）が、受光強度（Δｔ）に相当するデータとなる。ステップＳ３１０では、この受光パルス幅（ＷＬ）と所定パルス幅との大小関係を判定する。ここで、受光パルス幅（ＷＬ）が所定パルス幅以下である場合には、ステップＳ３２０において、受光パルス幅（ＷＬ）に所定パルス幅を代入する。
【００６４】
一方、ステップＳ３１０において、受光パルス幅（ＷＬ）が所定パルス幅以上のパルス幅である場合には、ステップＳ６０へ処理を移行し、最終的に距離値（ＤＴ）を求める。これにより、反射波の光の強さと受光パルス幅（受光強度）との相関関係が成り立つ受信信号から、反射物体までの距離を検出することができる。
【００６５】
なお、所定パルス幅とは、出力電圧が上閾値（Ｖ１）以上である場合に通常発生する下閾値（Ｖ０）を越えている間の時間幅である。すなわち、出力電圧（Ｖ）が上閾値（Ｖ１）を越えているのにもかかわらず、下閾値（Ｖ０）を越えている間の時間幅が所定パルス幅に満たない場合、放射されたレーザ光１発に対して複数の反射波が検出されたと想定される。従って、受光パルス幅（ＷＬ）を所定パルス幅に置き換えることによって、ハードウェア上の制約によって発生する特異的な検出結果を補うことが可能となる。
【００６６】
ステップＳ６０では、受光パルス幅（ＷＨ）からパルス幅の中心時刻を算出し、その後、上述した中心時刻の補正処理を行って、最大電圧に達する時刻（ｔｐ）を求める。そして、ステップＳ７０において、レーザダイオード７５が発光する時刻（ｔｓ）から補正された最大電圧に達する中心時刻（ｔｐ）までの時間差に基づいて物体までの距離値（ＤＴ）を算出する。
【００６７】
一方、ステップＳ１０において否定判定された場合、すなわち、時刻データに上閾値（Ｖ１）と一致する時刻（ｔ３、ｔ４）のデータが存在しない場合には、図５に示すステップＳ１００へ処理を移行する。
【００６８】
ステップＳ１００では、時刻データに下閾値（Ｖ０）と一致する時刻（ｔ１、ｔ２）のデータが存在するか否かを判定する。すなわち、検出した反射波が下閾値（Ｖ０）を越えているか否かを判定する。ここで、時刻（ｔ１、ｔ２）の各データが共に存在する場合には、ステップＳ１１０へ処理を進め、時刻（ｔ１、ｔ２）のデータが存在しない場合（上閾値を越えていない場合）には、ステップＳ４０における異常データ処理へ移行する。このように、ノイズ成分による影響を受ける値として下閾値（Ｖ０）を設定することで、ノイズ成分を多く含む受信信号から反射物体までの距離を検出しないようにすることができる。
【００６９】
ステップＳ１１０では、時刻（ｔ１）と時刻（ｔ２）の大小関係を判定し、時刻（ｔ２）が時刻（ｔ１）よりも大きい値であれば、ステップＳ３０へ処理を進め、これに該当しない場合には、ステップＳ４０における異常データ処理を行う。ステップＳ１２０では、下閾値（Ｖ０）と一致する時刻（ｔ１、ｔ２）から受光パルス幅（ＷＬ）を算出する。これにより、下閾値（Ｖ０）を越えている間の時間幅が算出される。
【００７０】
ステップＳ１３０では、算出した受光パルス幅（ＷＬ）と所定パルス幅との大小関係を判定する。ここで、受光パルス幅（ＷＬ）が所定パルス幅よりも大きい場合には、ステップＳ４０の異常データ処理へ移行する。一方、ステップＳ１３０において、受光パルス幅（ＷＬ）が所定パルス幅に満たないパルス幅の場合には、ステップＳ１４０へ処理を移行する。なお、所定パルス幅とは、出力電圧が上閾値（Ｖ１）以上である場合に通常発生する下閾値（Ｖ０）を越えている間の時間幅である。
【００７１】
すなわち、上閾値（Ｖ１）を越えていないにもかかわらず、受光パルス幅（ＷＬ）が所定パルス幅よりも大きい場合には、上述したように、２つの反射波が重なったような反射波が検出されたと想定される。従って、このような場合には、異常データとすることで、所定パルス幅以上の受光パルス幅（ＷＬ）である反射波の検出結果から物体までの距離の算出を行わないようにしたりすることができる。これにより、例えば、水しぶきや黒煙等の環境的な影響を受けて、見かけ上大きな時間幅となった反射波の受信信号から反射物体までの距離を検出しないようにすることができる。
【００７２】
ステップＳ１４０では、受光パルス幅（ＷＬ）からパルス幅の中心時刻を算出し、その後、上述した中心時刻の補正処理を行って、最大電圧に達する時刻（ｔｐ）を求める。そして、ステップＳ１５０において、レーザダイオード７５が発光する時刻（ｔｓ）から補正された最大電圧に達する中心時刻（ｔｐ）までの時間差に基づいて物体までの距離値（ＤＴ）を算出する。
【００７３】
そして、上述したように、距離データとしての距離値（ＤＴ）を含む測距データがレーザレーダセンサ５から物体認識ブロック４３に送られ、物体認識ブロック４３では、この測距データに基づいて物体認識を実行する。
【００７４】
このように、本実施形態の車両制御装置は、検出した反射波の振幅に相当する電圧値と受光パルス幅の大きさとが所定の関係を満たしているか否かを判定し、その所定の関係を満たしている場合に距離の測定を実行する。すなわち、例えば、光波を検出し、その光波の光の強さに応じた受信信号を出力する出力手段を採用した場合、強い光を検出したときには、その受信信号の振幅と波長は大きいものとなり、また、弱い光を検出したときには、その受信信号の振幅と波長は小さいものとなるという関係が成り立つ。
【００７５】
従って、このような振幅と波長との関係を満たす受信信号に基づいて反射物体までの距離を検出することによって、受信信号を距離測定に利用すべきか否かの判定をより正確に行うことができる。
【００７６】
なお、本実施形態では、レーザ光を用いたレーザレーダセンサ５を採用したが、ミリ波等の電波や超音波等を用いるものであってもよい。
【００７７】
（変形例１）
本実施形態では、受光パルス幅の中心時刻を最大電圧の発生する時刻（ｔｐ）に補正する際、図１０に示したように、受光パルス幅の大きさに基づいて補正しているが、距離値（ＤＴ）が所定距離以下の近距離である場合には、同図の特性が変化する。特に、近距離（例えば３０ｍ内）に存在する反射物からの反射波については、誤差が大きくなる。
【００７８】
すなわち、図１０に示した受光パルス幅の大きさのみによる中心時刻の補正には、距離測定をする全領域に精度良く補正をかけるには限界がある。例えば、図１２の線ａに示すように、反射物までの距離が短い場合、受光パルス幅が短い領域では、受光パルス幅の中心時刻と時刻（ｔｐ）との時間差（補正時間）が反射物までの距離が長い場合（線ｂ）に比べて小さくなり、また、受光パルス幅が長い領域では、受光パルス幅の中心時刻と時刻（ｔｐ）との時間差が大きくなる傾向にある。
【００７９】
そのため、本変形例では、距離値（ＤＴ）が所定値よりも小さいか否かを判定し、距離値（ＤＴ）が所定値よりも小さい場合に、受光パルス幅と距離とからなる補正マップを用いて、距離値（ＤＴ）の補正処理を行う。
【００８０】
以下、図８に示すフローチャート、及び図１４（ａ）、（ｂ）に示すマップのイメージ図を用いて説明する。なお、以下の処理は、上述した本実施形態の図４に示すステップＳ７０、あるいは、図５に示すステップＳ１５０の後に実行される。
【００８１】
まず、図８に示すステップＳ２００では、算出された距離値（ＤＴ）が所定距離に満たないか否かを判定する。ここで、距離値（ＤＴ）が所定距離に満たないと判定された場合には、ステップＳ２１０へ処理を進め、距離値（ＤＴ）が所定距離以上である場合には、マップによる補正を行わず本処理を終了する。
【００８２】
ステップＳ２１０では、時刻データに上閾値（Ｖ１）と一致する時刻（ｔ３、ｔ４）のデータが存在するか否かを判定する。すなわち、検出した反射波が上閾値（Ｖ１）を越えているか否かを判定する。ここで、時刻（ｔ３、ｔ４）の各データが共に存在する場合には、ステップＳ２２０へ処理を進め、時刻（ｔ３、ｔ４）のデータが存在しない場合（上閾値を越えていない場合）には、ステップＳ２３０へ処理を進める。
【００８３】
ステップＳ２２０では、上閾値（Ｖ１）を越えている時間の受光パルス幅（ＷＨ）と距離値（ＤＴ）とからなる、図１４（ａ）に示す補正マップを用いて、距離値（ＤＴ）に該当するマップを抽出したのち、その抽出したマップから受光パルス幅（ＷＨ）に対応する補正時間を求める。
【００８４】
ステップＳ２３０では、下閾値（Ｖ０）を越えている時間の受光パルス幅（ＷＬ）と距離値（ＤＴ）とからなる、図１４（ｂ）に示す補正マップを用いて、距離値（ＤＴ）に該当するマップを抽出したのち、その抽出したマップから受光パルス幅（ＷＬ）に対応する補正時間を求める。
【００８５】
そして、ステップＳ２４０において、受光パルス幅（ＷＨ）又は（ＷＬ）の中心時刻に、補正時間を加味して最終的な距離値（ＤＴ）を求める。このように、物体までの距離値（ＤＴ）が所定値以下である場合に、距離値（ＤＴ）と受光パルス幅とから構成される補正マップを用いて物体までの距離を補正することで、近距離に位置する反射物体までの距離を正確に検出することができる。
【００８６】
なお、本変形例における図１４（ａ）、（ｂ）に示すマップは、受光パルス（ＷＨ、ＷＬ）から補正時間を求めるものであるが、この図１４（ａ）、（ｂ）の特性から受光パルス（ＷＨ、ＷＬ）から補正距離を求めるマップを用意し、距離値（ＤＴ）に対して直接補正するものであってもよい。
【００８７】
（変形例２）
本実施形態では、受光強度を特徴づける指標として、下閾値（Ｖ０）と交差する開始時刻と終了時刻の２つの時刻によって決定される時間差を採用しているが、これに限定されるものではない。上述したように、受光強度と受信信号の振幅の大きさとは相関関係をもつため、例えば、受信信号の振幅の最大値を受光強度を特徴づける指標として採用してもよいし、また、受光強度が強い反射波は、受光強度が弱い反射波に比べ、受波してから下閾値（Ｖ０）に到達するまでの時間が短くなる特性があるため、この受波したから下閾値（Ｖ０）に到達するまでの時間を受光強度と特徴づける指標として採用してもよい。さらに、上閾値（Ｖ１）と交差する開始時刻と終了時刻の２つの時刻によって決定される時間差を受光強度と特徴づける指標として採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる、車両制御装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる、レーザレーダセンサ５の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係わる、物体認識の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係わる、上閾値を越える反射波に基づいて距離を算出する測距データ判定処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係わる、下閾値を越える反射波に基づいて距離を算出する測距データ判定処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係わる、異常受光パルス幅を補正する処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係わる、異常データ処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の変形例１に係わる、近距離における距離補正処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係わる、距離データを算出する際に行われる補正処理を説明する受信波形図である。
【図１０】本発明の実施形態に係わる、受光強度に対応する時間幅と補正時間との対応関係を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係わる、反射波の検出例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態の変形例１に係わる、近距離における受光パルス幅と補正時間とを示した図である。
【図１３】２つの反射波が重なったような１つの反射波が検出された例を示すイメージ図である。
【図１４】（ａ）は、距離値（ＤＴ）毎に用意される上閾値を越えている時間の受光パルス幅と補正時間とからなる補正マップの図であり、（ｂ）は、距離値（ＤＴ）毎に用意される下閾値を越えている時間の受光パルス幅と幅補正時間とからなる補正マップの図である。
【符号の説明】
１車両制御装置
３認識・車間制御ＥＣＵ
５レーザレーダセンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distance measuring device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a distance measuring device, a measuring method that takes into account the signal intensity of a reflected wave from an object has been proposed (for example, see Patent Document 1). According to the measurement method disclosed in Patent Document 1, for example, when a pulse wave is radiated from a host vehicle to a vehicle located at a short distance, reflection based on signal intensity that would normally occur when reflected from the vehicle. Set the pulse width of the wave (deletion pulse width), compare the deletion pulse width with the pulse width of the reflected wave detected by the device, and measure the reflected wave with a pulse width less than the deletion pulse width for distance measurement. I do not use it. Thus, when a vehicle is assumed as the object to be measured, the distance is not measured from the detection result of the reflected wave from a roadside object or the like in which the signal intensity of the reflected wave is relatively weak compared to the vehicle.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-22827 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described determination method based on the pulse width of the reflected wave has the following problems. For example, when a reflected wave (L) in which two reflected waves (L1, L2) are overlapped as shown in FIG. 13 is detected, the pulse width (T) of the reflected wave (L) is the deletion pulse. Since it is larger than the width (W), the distance to the object is measured from the detection result of the reflected wave (L).
[0005]
Such a reflected wave (L) having a large pulse width such that two reflected waves overlap with each other is reflected from an object to be measured after the radiated pulse wave passes through, for example, splashes or black smoke, This is obtained when a reflected wave from an object is detected together with a reflected wave from black smoke or the like. If the reflected wave from the object is the reflected wave (L2), the magnitude relationship between the pulse width of the reflected wave (L2) and the deleted pulse width (W) is compared, and the reflected wave from the object is measured for distance. It is necessary to determine whether or not it should be used.
[0006]
However, since the conventional determination method determines whether or not to use for distance measurement from the magnitude relationship between the pulse width (T) of the reflected wave (L) and the deletion pulse width (W), sufficient signal strength is obtained. Even for a reflected wave that cannot be obtained, the distance may be calculated from the reflected wave (L) having a pulse width corresponding to a strong signal intensity due to environmental influences such as splashing water or black smoke.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a distance measuring device that can more accurately determine whether to use a reflected wave detected by the device for distance measurement. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The distance measuring device according to claim 1, an output unit that radiates a transmission wave around the vehicle and outputs a reception signal corresponding to the intensity of the reflected wave;First amplitude determining means for determining whether or not the amplitude of the received signal exceeds a first predetermined value, and whether or not the amplitude of the received signal exceeds a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value Second amplitude determining means for determining whether or not, and time width determining means for determining a magnitude relationship between a time width during which the amplitude of the received signal exceeds the second predetermined value and a preset reference time width; Based on the amplitude of the received signal determined by the first amplitude determining means and the second amplitude determining means and the length of the time width determined by the time width determining means, it is determined whether or not the received signal is abnormal And a detecting means for detecting the distance to the reflecting object based on the received signal determined not to be abnormal by the determining means, wherein the determining means determines the amplitude of the received signal by the first amplitude determining means. Is determined not to exceed the predetermined value of 1. When the second amplitude determining means determines that the second predetermined value is exceeded and the time width determining means determines that the time width is longer than the reference time width, the received signal is determined to be abnormal. It is characterized by doing.
[0009]
  For example, when an output means that uses a light wave as a transmission wave and outputs a reception signal corresponding to the intensity of the reflected light of the light wave, when strong light is detected, the amplitude and wavelength of the reception signal are large. In addition, when weak light is detected, the relationship that the amplitude and wavelength of the received signal become small holds.Thus, since the amplitude and wavelength of the received signal both have a correlation with the intensity of the reflected wave, whether or not the amplitude of the received signal exceeds the first predetermined value or the second predetermined value, It is possible to determine whether or not the received signal is abnormal by determining the length of the time width while the predetermined value of 2 is exceeded.
[0010]
  Therefore, based on the relationship between such amplitude and wavelength,It is determined that it is not abnormalBy extracting the received signal, it is possible to more accurately determine whether the received signal should be used for distance measurement.For example, it is possible to prevent detection of the distance from the received signal of the reflected wave having an apparently long time width to the reflecting object due to environmental influences such as splashing water and black smoke.
[0011]
  The distance measuring device according to claim 2,Output means for radiating a transmission wave around the vehicle and outputting a reception signal corresponding to the intensity of the reflected wave, and a first amplitude for determining whether or not the amplitude of the reception signal exceeds a first predetermined value Determining means; second amplitude determining means for determining whether the amplitude of the received signal exceeds a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value; and the amplitude of the received signal is a second predetermined value A time width determination means for determining a magnitude relationship between a time width during a period exceeding the reference time width and a preset reference time width, and the magnitude of the amplitude of the received signal determined by the first amplitude determination means and the second amplitude determination means And a determination means for determining whether or not the received signal is abnormal based on the length of the time width determined by the time width determination means, and a reflective object based on the received signal determined not to be abnormal by the determination means Detection means for detecting the distance up to The means determines that the amplitude of the received signal exceeds the first predetermined value by the first amplitude determination means, and determines that the time width is a time width less than the reference time width by the time width determination means. In this case, the received signal is determined not to be abnormal by replacing the time width with a reference time width.
[0018]
For example, when two reflected waves (first reflected wave and second reflected wave) are detected for one radiated transmission wave, the amplitude of the received signal of the first reflected wave detected first is the second If the amplitude of the received signal of the second reflected wave detected after that is not less than the first predetermined value but not less than the predetermined value exceeds the first predetermined value, it exceeds the second predetermined value. It is conceivable that the time interval is determined from the received signal of the first reflected wave, and it is determined from the received signal of the second reflected wave that the first predetermined value is exceeded. In this case, since the time width determination means determines the time width while the second predetermined value is exceeded from the first reflected wave, it is determined that the time width is less than the reference time width. For this reason, the signal is determined to be an abnormal signal having a short time width while exceeding the first predetermined value while exceeding the second predetermined value.
[0019]
However, in the case described above, the second reflected wave has a high reception intensity, and it can be estimated that the second reflected wave is normally reflected from a reflector or the like at the rear of the vehicle. Accordingly, by replacing the time width during which the first reflected wave exceeds the second predetermined value with the reference time width, the determination means can determine whether the amplitude of the voltage signal exceeds the second predetermined value. Is determined to satisfy a predetermined relationship. As a result, it is possible to detect the distance to the reflecting object based on the received signal by the second reflected wave.
[0020]
  Claim 3In the distance measuring device described in (1), the detecting means is the time during which the amplitude of the received signal exceeds the first predetermined value when it is determined by the first amplitude determining means that the first predetermined value is exceeded. First intermediate time correcting means for correcting the intermediate time of the width so as to coincide with the time when the amplitude of the received signal reaches the maximum value, and the amplitude of the received signal exceeds the second predetermined value by the second amplitude determining means. However, if it is determined by the first amplitude determining means that the first predetermined value is not exceeded, the amplitude of the received signal is maximized at the intermediate time of the time width while the second predetermined value is exceeded. A second intermediate time correction unit that corrects the time to reach the value, and detects the distance to the reflecting object by obtaining a time difference between the time when the transmission wave is emitted and the corrected intermediate time It is characterized by doing.
[0021]
For example, in the case of a distance measuring device using a light wave, as described above, there is a correlation between the light intensity of the reflected wave and the length of the time width while exceeding the second predetermined value. Further, as the intensity of the reflected wave increases, the time at which the reflected wave falls and the second predetermined value tends to be delayed. That is, the longer the time width while the second predetermined value is exceeded, the later the time at which the second predetermined value crosses in the falling process of the reflected wave tends to be delayed. The time when the signal reaches the peak does not match.
[0022]
When calculating the distance to the reflecting object by multiplying the time difference between the time when the transmitted wave is radiated and the time when the received signal of the reflected wave reaches the peak by the speed of light, the center time of the time width and the received signal are If the time when the peak is reached does not match, the distance corresponding to the delay time is included as an error.
[0023]
Therefore, when detecting the distance to the reflecting object, the delay time is corrected according to the length of the time width while exceeding the second predetermined value, so that the intermediate time of this time width is set. The received signal coincides with the time when it reaches the peak, and as a result, the accurate distance from the corrected intermediate time to the reflecting object can be detected.
[0024]
  Claim 4According to the distance measuring device described in the above, when the distance to the reflecting object detected by the detection unit is equal to or less than a predetermined distance, the correction amount for changing the correction amount by the first intermediate time correction unit and the second intermediate time correction unit A change means is provided.
[0025]
As described above, for example, in the case of a distance measuring device using a light wave, the longer the time width during which the second predetermined value is exceeded, the more the second predetermined value intersects in the falling process of the reflected wave. Time tends to be late. However, if the reflected wave is detected from a reflecting object located at a distance shorter than the predetermined distance and the time width while the second predetermined value is exceeded, the intermediate time of the time width described above. And the time difference when the voltage signal reaches the peak is smaller than when a distance greater than or equal to the predetermined distance is detected, while when the time width while exceeding the second predetermined value is long, The time difference between the above intermediate time and the time when the voltage signal reaches the peak tends to be larger than when a distance of a predetermined distance or more is detected.
[0026]
Therefore, when a reflected wave is detected from a reflecting object located at a distance shorter than a predetermined distance, the first intermediate time is determined according to the wavelength of the received signal (time width while exceeding the second predetermined value). The correction amount by the correcting means and the second intermediate time correcting means is changed. Thereby, the distance to the reflective object located at a short distance can be accurately detected.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a vehicle control device to which a distance measuring device of the present invention is applied will be described with reference to the drawings. This vehicle control device is mounted on an automobile and outputs a warning when an obstacle exists in a predetermined area in a predetermined situation, and controls the vehicle speed according to the preceding vehicle (preceding vehicle). is there.
[0028]
In FIG. 1, the whole structure of a vehicle control apparatus is shown. The vehicle control device 1 is configured with a recognition / vehicle distance control ECU 3 as a center. The recognition / vehicle distance control ECU 3 mainly includes a microcomputer, and includes an input / output interface (I / O) and various drive circuits and detection circuits. Since these hardware configurations are general, detailed description thereof is omitted.
[0029]
The recognition / vehicle distance control ECU 3 inputs detection data from the laser radar sensor 5, the vehicle speed sensor 7, the brake switch 9, and the throttle opening sensor 11, and outputs an alarm sound generator 13, a distance indicator 15, a sensor abnormality indicator 17, a brake. A predetermined drive signal is output to the driver 19, the throttle driver 21 and the automatic transmission controller 23.
[0030]
The recognition / vehicle distance control ECU 3 includes an alarm volume setting unit 24 for setting an alarm volume, an alarm sensitivity setting unit 25 for setting sensitivity in alarm determination processing, a cruise control (hereinafter referred to as CC) switch 26, A steering sensor 27 and a yaw rate sensor 28 for detecting the steering wheel operation amount are connected. Further, the recognition / vehicle distance control ECU 3 includes a power switch 29, and a predetermined process is started by operating this switch.
[0031]
Here, the configuration of the laser radar sensor 5 will be described. As shown in FIG. 2, the laser radar sensor 5 includes a light emitting unit, a light receiving unit, a laser radar CPU 70, and the like as main parts. The light emitting unit includes a semiconductor laser diode (hereinafter referred to as a laser diode) 75 that emits pulsed laser light via the scanner 72. The laser diode 75 is connected to the laser radar CPU 70 via the laser diode drive circuit 76, and emits (emits) laser light by a drive signal from the laser radar CPU 70.
[0032]
In addition, a polygon mirror 73 is rotatably provided in the scanner 72, and when a drive signal from the laser radar CPU 70 is input via a motor drive circuit 74, the polygon mirror 73 is rotated by a driving force of a motor (not shown). To do. Then, the laser light is discontinuously swept (scanned) in a range of a predetermined angle in the vehicle width direction around the center direction of the measurement area in front of the vehicle.
[0033]
Note that the scan in this embodiment sequentially scans within an area of about 7.8 degrees on the left and right of the front of the vehicle with the center axis of the vehicle width of the vehicle as the center. Specifically, scanning is performed from the left direction to the right direction, and 105 transmission laser light beams having horizontal beam numbers of 0 to 104 are emitted every 0.15 degrees. That is, the horizontal beam number 0 corresponds to −7.8 degrees, and the horizontal beam number 104 corresponds to +7.8 degrees. In addition, since this laser beam is irradiated through the glass plate 77, a laser beam may be scattered when a water droplet adheres to this glass plate 77, for example at the time of raining.
[0034]
On the other hand, the light receiving unit includes a light receiving lens 81 that receives laser light reflected by an object (not shown), and a light receiving element 83 that outputs a voltage corresponding to the intensity (intensity) of the received light. The output voltage of the light receiving element 83 is input to the amplifier 85, and the amplifier 85 amplifies the input voltage at a predetermined magnification and outputs the amplified voltage to the comparators 87 and 88. The amplifier 85 may not be able to amplify the voltage at a predetermined magnification and may saturate when receiving light with high light reception intensity.
[0035]
The comparator 87 compares the output voltage (V) of the amplifier 85 with a preset reference voltage (V0), and when the output voltage (V) matches the reference voltage (V0), a predetermined received signal is sent to the time measurement circuit 89. Output. This reference voltage (V0) is set to avoid the influence of noise components, and will be referred to as a lower threshold value (V0) hereinafter. The comparator 88 compares the output voltage (V) of the amplifier 85 with a preset reference voltage (V1). When the output voltage (V) matches the reference voltage (V1), the comparator 88 outputs a predetermined received signal to the time measuring circuit 89. Output to. The reference voltage (V1) is set based on a voltage level normally output when reflected by a reflector or the like provided at the rear of the vehicle, and is hereinafter referred to as an upper threshold (V1). To.
[0036]
The time measurement circuit 89 includes a V1 time measurement unit 90 that measures a start time and an end time of a time when the output voltage (V) exceeds the upper threshold (V1), and the output voltage (V) has a lower threshold (V0). A V0 time measuring unit 91 that measures the start time and the end time of the exceeding time is provided. In the time measuring circuit 89, for example, when an output voltage as shown in FIG. 11A is input, the V0 time measuring unit 91 measures two times (t1, t2). When an output voltage (V) exceeding the upper threshold value (V1) as shown in FIG. 11B is input, the V0 time measurement unit 91 performs two times (t1, t2) and a V1 time measurement unit. 90 measures two times (t3, t4), that is, up to four times (t1, t2, t3, t4).
[0037]
Note that the V1 time measuring unit 90 and the V0 time measuring unit 91 in this embodiment indicate the start time and end time when the output voltage (V) first exceeds the upper threshold value (V1) or the lower threshold value (V0). measure. Therefore, for example, as shown in FIG. 11C, when a plurality of reflected waves (L1, L2) are detected with respect to one emitted laser beam, the V1 time measuring unit 90 detects the reflected wave L2. The time (t3, t4) is measured, and the V0 time measurement unit 91 measures the time (t1, t2) from the reflected wave L1, and does not measure the time (t12, t22) from the reflected wave L2.
[0038]
This is because even when the V0 time measurement unit 91 can measure the time (t12, t22) from the reflected wave L2, the time (t3, t4) measured by the V1 time measurement unit 90 is the reflected wave (L1, L2). It is because it cannot be specified whether it was measured from either. That is, for example, the reflected wave can be specified by synchronizing the timings measured by the V1 time measurement unit 90 and the V0 time measurement unit 91, but the synchronization signal is longer than the processing time required for time measurement of the output voltage. This is because it is impossible to synchronize with the configuration of this embodiment.
[0039]
Therefore, when a plurality of reflected waves are detected for one laser beam, a reflected wave (L3) that is not received in principle is detected as shown in FIG. Become.
[0040]
The time measurement circuit 89 also receives a drive signal output from the laser radar CPU 70 to the laser diode drive circuit 76. An input time (ts) when the drive signal is input and a maximum of four times (t1 to t1). t4) is encoded into a binary digital signal, and the value is input to the laser radar CPU. This encoded data is called time data.
[0041]
The laser radar CPU 70 obtains the distance to the reflecting object (distance data) based on the time data including the input time (ts) and the maximum four times (t1 to t4), and the rotation angle of the distance data and the polygon mirror 73 is obtained. Distance measurement data including (scan angle) and received light intensity (Δt) described later is output to the recognition / vehicle distance control ECU 3. The laser radar CPU 70 obtains distance data and received light intensity according to the following principle.
[0042]
FIG. 9 is a reception waveform diagram for explaining processing performed when calculating distance data. A curve L1 indicates a reception waveform when a reflected wave having a strong light reception intensity is received, and a curve L2 is The reception waveform when a reflected wave having a weak reception intensity is received is shown. FIG. 10 shows the correspondence between the time width corresponding to the received light intensity and the correction time.
[0043]
Note that the time when the curve L1 rises intersects the lower threshold (V0) set by the comparator 87 at t11, the time when the curve L1 falls when the lower threshold (V0) intersects is t12, and the time t11 and time t12. Is the time difference Δt1. Further, the time when the curve L2 rises crosses the lower threshold value (V0) is t21, the time when the curve L2 falls is the time when the lower threshold value (V0) is crossed, t22, and the time difference between the time t21 and time t22 is Δt2. To do.
[0044]
Further, t13 is a time at which the upper threshold (V1) set by the comparator 88 intersects the rising process of the curve L1, t14 is a time at which the upper threshold (V1) is intersected at the falling process of the curve L1, and t13 and t14. The time difference between and is Δt3.
[0045]
As is clear from FIG. 9, when the time difference Δt1 corresponding to the reflected wave having the strong light reception intensity is compared with the time difference Δt2 corresponding to the reflected wave having the weak light reception intensity, the relationship Δt1> Δt2 is established. That is, the magnitude of the time difference (Δt1, Δt2) determined by the time (t11, t12, t21, t22) at which the received waveform crosses the lower threshold value (V0) corresponds to the received light intensity. Decreases (Δt2), and the time difference increases when the reception intensity is high (Δt1). Therefore, this time difference (Δt1, Δt2) is an index characterizing the received light intensity of the received waveform.
[0046]
Further, an intermediate time between time t11 and time t12 is tc2, an intermediate time between times t21 and t22 is tc1, a time when curves L1 and L2 reach the maximum voltage is tp, an intermediate time tc2 and a time tp when the maximum voltage is reached Is the time difference Δα1, and the time difference between the intermediate time tc1 and the time tp when the maximum voltage is reached is Δα2. The time difference between the intermediate time (tc2, tc1) and the time tp when the maximum voltage is reached is referred to as correction time (Δα1, Δα22).
[0047]
Then, there is a predetermined correspondence between the time width (Δt1, Δt2) corresponding to the above-described received light intensity and the correction time (Δα1, Δα2). That is, as shown in FIG. 10, the correction time tends to monotonically increase as the time width corresponding to the received light intensity increases. Therefore, the correspondence shown in FIG. 5 is obtained in advance by experiments or the like, the correction time is obtained from the time width corresponding to the received light intensity, and the intermediate time (tc2, tc1) reaches the maximum voltage based on this correction time. The distance to the object is measured based on the time difference from the time (ts) when the laser diode 75 emits light to the time (tp) when the maximum voltage is reached.
[0048]
Thereby, the measurement error due to the difference in the received light intensity of the reflected wave is corrected by the correction time, and the distance to the object is measured as the time difference up to the same time tp. The relationship between the time width corresponding to the received light intensity and the correction time may be stored in a ROM or the like as a map.
[0049]
Note that, in the case of a reflected wave having a strong received light intensity such as the curve L1, the upper threshold value V1 may be crossed. In that case, a time width Δt11 (not shown) between times t13 and t14 crossing the upper threshold V1 and an intermediate time tc22 (not shown) are obtained, and the relationship between the time width prepared in advance and the correction time. The correction time is obtained from the map indicating the distance, the intermediate time tc22 is corrected, and the distance to the object is measured based on the time difference until the time when the maximum voltage is reached.
[0050]
Since the recognition / vehicle distance control ECU 3 is configured as described above, based on the distance measurement data from the laser radar sensor 5, the light reception intensity (Δt) is determined based on the distance data and the scan angle satisfying a predetermined condition. So that the vehicle speed is controlled by outputting drive signals to the brake driver 19, the throttle driver 21 and the automatic transmission controller 23 in accordance with the situation of the preceding vehicle obtained from the recognized object. Has been implemented. In addition, an alarm determination process for alarming when a recognized object exists in a predetermined alarm area for a predetermined time is simultaneously performed. The object in this case corresponds to a preceding vehicle that travels in front of the host vehicle, a stopped vehicle that is stopped, a guardrail or a pillar object on the road side, or the like.
[0051]
Next, the internal configuration of the recognition / vehicle distance control ECU 3 will be described as a control block. The distance measurement data output from the laser radar sensor 5 is sent to the object recognition block 43, and the object recognition block 43 executes object recognition based on the distance measurement data.
[0052]
The object recognition block 43 determines whether or not the received light intensity (Δt) of the distance measurement data satisfies a predetermined condition, and the origin (( 0, 0), and the vehicle width direction is converted into XZ orthogonal coordinates with the vehicle forward direction as the Z axis. Then, based on the data converted into the orthogonal coordinates, the center position (X, Z) and size (W, D) of the object are obtained, and based on the temporal change of the center position (X, Z), A relative speed (Vx, Vz) of an obstacle such as a preceding vehicle with respect to the own vehicle position is obtained.
[0053]
Further, in the object recognition block 43, the object is determined as a stop object from the vehicle speed (own vehicle speed) V output from the vehicle speed calculation block 47 based on the detected value of the vehicle speed sensor 7 and the relative speed (Vx, Vz) obtained above. A recognition type as to whether it is a moving object or not is determined, and an object that affects the travel of the host vehicle is selected based on the recognition type and the center position of the object, and the distance indicator 15 displays the distance. Note that (W, D) indicating the size of the object is (horizontal width, depth), respectively. An object model having such data is called a “target model”.
[0054]
The abnormality detection block 44 detects whether or not the data obtained by the object recognition block 43 is an abnormal range value, and if the data is an abnormal range value, the sensor abnormality display 17 displays that fact. Is made. Further, the steering angle is calculated by the steering angle calculation block 49 based on the signal from the steering sensor 27, and the yaw rate is calculated by the yaw rate calculation block 51 based on the signal from the yaw rate sensor 28.
[0055]
A curve radius (curvature radius) calculation block 57 calculates a curve radius (curvature radius) R based on the vehicle speed from the vehicle speed calculation block 47, the steering angle from the steering angle calculation block 49, and the yaw rate from the yaw rate calculation block 51. To do. In the preceding vehicle determination block 53, the curve radius R and the recognition type obtained in the object recognition block 43, the center position coordinates (X, Z), the object size (W, D), and the relative speed (Vx, Vz). Based on the above, the preceding vehicle is selected, and the distance Z and relative speed Vz for the preceding vehicle are obtained.
[0056]
Then, the inter-vehicle distance control unit and alarm determination unit block 55 includes the distance Z to the preceding vehicle, the relative speed Vz, the setting state of the CC switch 26, the depression state of the brake switch 9, the opening degree from the throttle opening sensor 11, and an alarm. Based on the sensitivity setting value by the sensitivity setting unit 25, if it is an alarm determination, it is determined whether to issue an alarm, and if it is a cruise determination, the content of the vehicle speed control is determined. As a result, if an alarm is required, an alarm generation signal is output to the alarm sound generator 13. If the cruise is determined, a control signal is output to the automatic transmission controller 23, the brake driver 19 and the throttle driver 21 to perform necessary control. When these controls are executed, necessary display signals are output to the distance indicator 15 to notify the driver of the situation.
[0057]
Next, distance data calculation and object recognition operations executed by the laser radar CPU 70 and the object recognition block 43 will be described. FIG. 3 is a main flowchart showing the entire object recognition. In step S <b> 1, the laser radar sensor 5 reads time data for one scan from the time measurement circuit 89. The scanning period of the laser radar sensor 5 is 0.1 seconds, and data is captured every 0.1 seconds.
[0058]
In step S2, a determination process (data determination process) for determining whether or not to obtain the distance from the time data to the object is executed. In step S3, data is segmented. As described above, the distance data and the scan angle are converted from the polar coordinate system to the XZ orthogonal coordinate system, and the converted data are grouped to form a segment. In the present embodiment, when an object is recognized as a point and the two conditions that the distance between the data recognized as this point is 0.2 m or less and the distance in the Z axis direction is 2 m or less are satisfied, Segment data is obtained by integrating point sets. This segment data is a rectangular area having two sides parallel to the X-axis and the Z-axis, which is set to a size including an integrated set of points, and has a size and center coordinates (X, Z). Data of two sides (W, D) for indicating
[0059]
In step S4, a targeting process for targeting individual vehicles to be recognized is performed. A target is a model of an object created for a group of segments. As described above, the content of the target is obtained by determining the center position (X, Z) and size (W, D) of the object based on the segment data obtained in step S3, and the center position (X, Based on the temporal change of Z), the relative speed (Vx, Vz) of an obstacle such as a preceding vehicle based on the own vehicle position is obtained. Furthermore, the recognition type of whether the object is a stopped object or a moving object is obtained, and an object that affects the traveling of the host vehicle is selected based on the recognition type and the center position of the object, and the distance is displayed as a distance display. Displayed by the instrument 15. A target model having such data is output from the object recognition block 43 shown in FIG.
[0060]
Next, data determination processing, which is a characteristic part of the present embodiment, will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Step S10 shown in FIG. 4 determines whether there is data at time (t3, t4) that matches the upper threshold (V1) in the time data. That is, it is determined whether or not the detected reflected wave exceeds the upper threshold value (V1). If the data at time (t3, t4) are both present, the process proceeds to step S20. If the data at time (t3, t4) is not present (when the upper threshold is not exceeded), the process proceeds to step S20. Then, the process proceeds to step S100 described later.
[0061]
In step S20, the magnitude relationship between time (t3) and time (t4) is determined, and if time (t4) is greater than time (t3), the process proceeds to step S30, and this is not the case. Performs abnormal data processing in step S40. In this abnormal data processing, as shown in the flowchart of FIG. 7, in step S400, there is no data in the distance value (DT) because the distance measurement data indicates an abnormal value or no distance measurement data is obtained. Substitute (null). In step S410, assuming that light receiving pulse width data (to be described later) has not been obtained, “no data” (null) is substituted for variables (WH, WL) of the light receiving pulse width data.
[0062]
In step S30, the received light pulse width (WH) is calculated from the time (t3, t4) that coincides with the upper threshold value (V1). As a result, the time width while the upper threshold value (V1) is exceeded is calculated. In step S50, a light receiving pulse width correction process is performed. This correction process will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0063]
In step S300 shown in FIG. 6, the received light pulse width (WL) is calculated from the time (t1, t2) that coincides with the lower threshold (V0). This received light pulse width (WL) is data corresponding to the received light intensity (Δt). In step S310, the magnitude relationship between the received light pulse width (WL) and a predetermined pulse width is determined. If the light reception pulse width (WL) is equal to or smaller than the predetermined pulse width, the predetermined pulse width is substituted into the light reception pulse width (WL) in step S320.
[0064]
On the other hand, if the received light pulse width (WL) is greater than or equal to the predetermined pulse width in step S310, the process proceeds to step S60, and finally the distance value (DT) is obtained. Thereby, the distance to the reflecting object can be detected from the received signal in which the correlation between the light intensity of the reflected wave and the light receiving pulse width (light receiving intensity) is established.
[0065]
The predetermined pulse width is a time width during which the output voltage exceeds the lower threshold value (V0) that normally occurs when the output voltage is equal to or higher than the upper threshold value (V1). That is, when the output voltage (V) exceeds the upper threshold value (V1) but the time width while the output voltage (V) exceeds the lower threshold value (V0) is less than the predetermined pulse width, the emitted laser light It is assumed that a plurality of reflected waves are detected for one shot. Therefore, by replacing the light reception pulse width (WL) with a predetermined pulse width, it is possible to compensate for a specific detection result generated due to hardware restrictions.
[0066]
In step S60, the center time of the pulse width is calculated from the received light pulse width (WH), and then the above-described correction processing for the center time is performed to determine the time (tp) at which the maximum voltage is reached. In step S70, the distance value (DT) to the object is calculated based on the time difference from the time (ts) when the laser diode 75 emits light to the center time (tp) when the corrected maximum voltage is reached.
[0067]
On the other hand, if a negative determination is made in step S10, that is, if there is no data at time (t3, t4) that matches the upper threshold (V1) in the time data, the process proceeds to step S100 shown in FIG. .
[0068]
In step S100, it is determined whether or not there is data at time (t1, t2) that matches the lower threshold (V0) in the time data. That is, it is determined whether or not the detected reflected wave exceeds the lower threshold value (V0). Here, if each data at time (t1, t2) exists, the process proceeds to step S110, and if there is no data at time (t1, t2) (when the upper threshold is not exceeded). The process proceeds to abnormal data processing in step S40. Thus, by setting the lower threshold (V0) as a value affected by the noise component, it is possible to prevent detection of the distance from the reception signal containing a large amount of the noise component to the reflecting object.
[0069]
In step S110, the magnitude relationship between time (t1) and time (t2) is determined, and if time (t2) is a value greater than time (t1), the process proceeds to step S30. Performs the abnormal data processing in step S40. In step S120, the received light pulse width (WL) is calculated from the time (t1, t2) that coincides with the lower threshold value (V0). Thereby, the time width while the lower threshold value (V0) is exceeded is calculated.
[0070]
In step S130, the magnitude relationship between the calculated received light pulse width (WL) and the predetermined pulse width is determined. Here, when the received light pulse width (WL) is larger than the predetermined pulse width, the process proceeds to the abnormal data processing in step S40. On the other hand, if the received light pulse width (WL) is less than the predetermined pulse width in step S130, the process proceeds to step S140. The predetermined pulse width is a time width during which the output voltage exceeds the lower threshold value (V0) that normally occurs when the output voltage is equal to or higher than the upper threshold value (V1).
[0071]
That is, when the light receiving pulse width (WL) is larger than the predetermined pulse width even though the upper threshold value (V1) is not exceeded, as described above, a reflected wave in which two reflected waves overlap is generated. It is assumed that it was detected. Therefore, in such a case, the abnormal data may be used so that the distance to the object is not calculated from the detection result of the reflected wave having a light reception pulse width (WL) that is equal to or greater than a predetermined pulse width. it can. Thereby, for example, it is possible to prevent detection of the distance from the received signal of the reflected wave that has an apparently large time width to the reflecting object due to environmental influences such as splashing water and black smoke.
[0072]
In step S140, the center time of the pulse width is calculated from the received light pulse width (WL), and then the above-described correction processing for the center time is performed to determine the time (tp) at which the maximum voltage is reached. In step S150, the distance value (DT) to the object is calculated based on the time difference from the time (ts) when the laser diode 75 emits light to the center time (tp) when the corrected maximum voltage is reached.
[0073]
As described above, the distance measurement data including the distance value (DT) as the distance data is sent from the laser radar sensor 5 to the object recognition block 43, and the object recognition block 43 recognizes the object based on the distance measurement data. Execute.
[0074]
As described above, the vehicle control apparatus according to the present embodiment determines whether or not the voltage value corresponding to the detected amplitude of the reflected wave and the magnitude of the light reception pulse width satisfy a predetermined relationship, and the predetermined relationship is determined. Perform distance measurements when met. That is, for example, when an output means that detects a light wave and outputs a reception signal corresponding to the intensity of the light wave, when detecting strong light, the amplitude and wavelength of the reception signal are large, Further, when weak light is detected, the relationship that the amplitude and wavelength of the received signal become small is established.
[0075]
Therefore, by detecting the distance to the reflecting object based on the received signal that satisfies the relationship between the amplitude and the wavelength, it is possible to more accurately determine whether the received signal should be used for distance measurement. .
[0076]
In the present embodiment, the laser radar sensor 5 using laser light is employed, but radio waves such as millimeter waves, ultrasonic waves, or the like may be used.
[0077]
(Modification 1)
In this embodiment, when the center time of the light reception pulse width is corrected to the time (tp) at which the maximum voltage is generated, correction is performed based on the size of the light reception pulse width as shown in FIG. When the value (DT) is a short distance equal to or less than a predetermined distance, the characteristics shown in FIG. In particular, an error becomes large for a reflected wave from a reflector existing at a short distance (for example, within 30 m).
[0078]
That is, the correction of the center time based only on the magnitude of the received light pulse width shown in FIG. 10 has a limit in accurately correcting the entire area for distance measurement. For example, as shown by the line a in FIG. 12, when the distance to the reflector is short, the time difference (correction time) between the central time of the light reception pulse width and the time (tp) is reflected in the region where the light reception pulse width is short. In the region where the light reception pulse width is long, the time difference between the central time of the light reception pulse width and the time (tp) tends to increase.
[0079]
Therefore, in this modification, it is determined whether or not the distance value (DT) is smaller than a predetermined value, and when the distance value (DT) is smaller than the predetermined value, a correction map including the received light pulse width and the distance is generated. The distance value (DT) correction process is performed using this.
[0080]
The following description will be made with reference to the flowchart shown in FIG. 8 and the map images shown in FIGS. The following processing is executed after step S70 shown in FIG. 4 or step S150 shown in FIG.
[0081]
First, in step S200 shown in FIG. 8, it is determined whether or not the calculated distance value (DT) is less than a predetermined distance. If it is determined that the distance value (DT) is less than the predetermined distance, the process proceeds to step S210. If the distance value (DT) is equal to or greater than the predetermined distance, no correction using the map is performed. This process ends.
[0082]
In step S210, it is determined whether or not there is data at time (t3, t4) that matches the upper threshold (V1) in the time data. That is, it is determined whether or not the detected reflected wave exceeds the upper threshold value (V1). Here, if each data at time (t3, t4) exists, the process proceeds to step S220, and if no data at time (t3, t4) exists (when the upper threshold is not exceeded). Then, the process proceeds to step S230.
[0083]
In step S220, the distance value (DT) is set using the correction map shown in FIG. 14 (a), which is composed of the received light pulse width (WH) and the distance value (DT) when the upper threshold value (V1) is exceeded. After extracting the corresponding map, a correction time corresponding to the received light pulse width (WH) is obtained from the extracted map.
[0084]
In step S230, the distance value (DT) is set using the correction map shown in FIG. 14B, which is composed of the received light pulse width (WL) and the distance value (DT) when the lower threshold value (V0) is exceeded. After extracting the corresponding map, a correction time corresponding to the received light pulse width (WL) is obtained from the extracted map.
[0085]
In step S240, the final distance value (DT) is obtained by adding the correction time to the center time of the received light pulse width (WH) or (WL). As described above, when the distance value (DT) to the object is equal to or less than the predetermined value, the distance to the object is corrected using the correction map including the distance value (DT) and the light reception pulse width. It is possible to accurately detect the distance to the reflecting object located at a short distance.
[0086]
Note that the maps shown in FIGS. 14A and 14B in this modification are for obtaining the correction time from the received light pulses (WH, WL), but from the characteristics of FIGS. 14A and 14B. A map for obtaining the correction distance from the received light pulses (WH, WL) may be prepared, and the distance value (DT) may be corrected directly.
[0087]
(Modification 2)
In this embodiment, a time difference determined by two times of a start time and an end time intersecting with the lower threshold (V0) is adopted as an index characterizing the received light intensity. However, the present invention is not limited to this. . As described above, since the received light intensity and the magnitude of the amplitude of the received signal have a correlation, for example, the maximum value of the received signal amplitude may be adopted as an index for characterizing the received light intensity. The reflected wave having a strong wave length has a characteristic that the time from receiving the wave to the lower threshold value (V0) is shortened compared to the reflected wave having a weak received light intensity. Therefore, the reflected wave has a lower threshold value (V0). You may employ | adopt as an parameter | index characterizing time to reach | attain with received light intensity. Furthermore, a time difference determined by two times of a start time and an end time that intersect with the upper threshold (V1) may be adopted as an index characterizing the received light intensity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vehicle control device 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a laser radar sensor 5 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing object recognition processing according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing distance measurement data determination processing for calculating a distance based on a reflected wave exceeding an upper threshold according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing distance measurement data determination processing for calculating a distance based on a reflected wave exceeding a lower threshold according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing processing for correcting an abnormal light reception pulse width according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing abnormal data processing according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing distance correction processing at a short distance according to the first modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a received waveform diagram for explaining a correction process performed when distance data is calculated according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a correspondence relationship between a time width corresponding to the received light intensity and a correction time according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 11A to 11D are diagrams showing examples of detection of reflected waves according to the embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 12 is a diagram showing a received light pulse width and a correction time at a short distance according to the first modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an image diagram showing an example in which one reflected wave is detected such that two reflected waves overlap.
FIG. 14A is a diagram of a correction map composed of a received light pulse width and a correction time that exceeds the upper threshold prepared for each distance value (DT), and FIG. 14B is a distance value; It is a figure of the correction map which consists of the light reception pulse width and width correction time of the time exceeding the lower threshold value prepared for every (DT).
[Explanation of symbols]
1 Vehicle control device
3 recognition and inter-vehicle control ECU
5 Laser radar sensor

Claims

送信波を車両の周囲に放射して、その反射波の強度に応じた受信信号を出力する出力手段と、  An output means for radiating a transmission wave around the vehicle and outputting a received signal corresponding to the intensity of the reflected wave;
前記受信信号の振幅が第１の所定値を越えているか否かを判定する第１振幅判定手段と、  First amplitude determining means for determining whether the amplitude of the received signal exceeds a first predetermined value;
前記受信信号の振幅が前記第１の所定値よりも小さい値の第２の所定値を越えているか否かを判定する第２振幅判定手段と、  Second amplitude determining means for determining whether the amplitude of the received signal exceeds a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value;
前記受信信号の振幅が前記第２の所定値を越えている間の時間幅と予め設定された基準時間幅との大小関係を判定する時間幅判定手段と、  Time width determining means for determining a magnitude relationship between a time width during which the amplitude of the received signal exceeds the second predetermined value and a preset reference time width;
前記第１振幅判定手段及び前記第２振幅判定手段によって判定される受信信号の振幅の大きさと、前記時間幅判定手段によって判定される時間幅の長さとに基づいて、前記受信信号が異常か否かを判定する判定手段と、  Whether or not the received signal is abnormal based on the amplitude of the received signal determined by the first amplitude determining means and the second amplitude determining means and the length of the time width determined by the time width determining means Determination means for determining whether or not
前記判定手段によって異常ではないと判定された受信信号に基づいて反射物体までの距離を検出する検出手段とを備え、  Detecting means for detecting the distance to the reflecting object based on the received signal determined not abnormal by the determining means,
前記判定手段は、前記受信信号の振幅が前記第１振幅判定手段により前記第１の所定値を越えていないと判定され、前記第２振幅判定手段により前記第２の所定値を越えていると判定され、前記時間幅判定手段により前記時間幅が前記基準時間幅よりも長い時間幅であると判定された場合に、前記受信信号を異常と判定することを特徴とする距離測定装置。  The determination means determines that the amplitude of the received signal does not exceed the first predetermined value by the first amplitude determination means, and exceeds the second predetermined value by the second amplitude determination means. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the received signal is determined to be abnormal when the time width determining unit determines that the time width is longer than the reference time width.

送信波を車両の周囲に放射して、その反射波の強度に応じた受信信号を出力する出力手段と、An output means for radiating a transmission wave around the vehicle and outputting a received signal corresponding to the intensity of the reflected wave;
前記受信信号の振幅が第１の所定値を越えているか否かを判定する第１振幅判定手段と、  First amplitude determining means for determining whether the amplitude of the received signal exceeds a first predetermined value;
前記受信信号の振幅が前記第１の所定値よりも小さい値の第２の所定値を越えているか否かを判定する第２振幅判定手段と、  Second amplitude determining means for determining whether the amplitude of the received signal exceeds a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value;
前記受信信号の振幅が前記第２の所定値を越えている間の時間幅と予め設定された基準時間幅との大小関係を判定する時間幅判定手段と、  Time width determining means for determining a magnitude relationship between a time width during which the amplitude of the received signal exceeds the second predetermined value and a preset reference time width;
前記第１振幅判定手段及び前記第２振幅判定手段によって判定される受信信号の振幅の大きさと、前記時間幅判定手段によって判定される時間幅の長さとに基づいて、前記受信信号が異常か否かを判定する判定手段と、  Whether or not the received signal is abnormal based on the amplitude of the received signal determined by the first amplitude determining means and the second amplitude determining means and the length of the time width determined by the time width determining means Determination means for determining whether or not
前記判定手段によって異常ではないと判定された受信信号に基づいて反射物体までの距離を検出する検出手段とを備え、  Detecting means for detecting the distance to the reflecting object based on the received signal determined not abnormal by the determining means,
前記判定手段は、前記受信信号の振幅が前記第１振幅判定手段により前記第１の所定値を越えていると判定され、前記時間幅判定手段により前記時間幅が前記基準時間幅に満たない長さの時間幅であると判定された場合に、前記時間幅を前記基準時間幅に置き換えることで、前記受信信号を異常ではないと判定することを特徴とする距離測定装置。  The determination means determines that the amplitude of the received signal exceeds the first predetermined value by the first amplitude determination means, and the time width determination means determines that the time width is less than the reference time width. When the time width is determined to be a predetermined time width, the distance measurement device determines that the received signal is not abnormal by replacing the time width with the reference time width.

前記検出手段は、  The detection means includes
前記受信信号の振幅が前記第１振幅判定手段によって第１の所定値を越えていると判定された場合、前記第１の所定値を越えている間の時間幅の中間時刻を前記受信信号の振幅が最大値に達する時刻と一致するように補正する第１中間時刻補正手段と、  When it is determined by the first amplitude determining means that the amplitude of the received signal exceeds the first predetermined value, an intermediate time of the time width during which the amplitude exceeds the first predetermined value is determined. First intermediate time correcting means for correcting the amplitude so as to coincide with the time when the amplitude reaches the maximum value;
前記受信信号の振幅が前記第２振幅判定手段によって第２の所定値を越えていると判定されるものの、前記第１振幅判定手段によって第１の所定値を越えていないと判定された場合、前記第２の所定値を越えている間の時間幅の中間時刻を前記受信信号の振幅が最大値に達する時刻と一致するように補正する第２中間時刻補正手段とを備え、  When it is determined that the amplitude of the received signal exceeds the second predetermined value by the second amplitude determining means, but the first amplitude determining means determines that the amplitude does not exceed the first predetermined value, Second intermediate time correction means for correcting the intermediate time of the time width while the second predetermined value is exceeded so as to coincide with the time when the amplitude of the received signal reaches the maximum value;
送信波を放射したときの時刻と前記補正された中間時刻との時間差を求めることにより、前記反射物体までの距離を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の距離測定装置。  The distance measuring device according to claim 1 or 2, wherein a distance to the reflecting object is detected by obtaining a time difference between a time when a transmission wave is emitted and the corrected intermediate time. .

前記検出手段によって検出された反射物体までの距離が所定距離以下である場合、前記第１中間時刻補正手段及び前記第２中間時刻補正手段による補正量を変更する補正量変更手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の距離測定装置。 When the distance to the reflecting object detected by the detecting means is less than or equal to a predetermined distance, a correction amount changing means for changing a correction amount by the first intermediate time correcting means and the second intermediate time correcting means is provided. The distance measuring device according to claim 3.