JPH01239409A - 前方路面の凸状態検出装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は自動車等の車両に搭載され、車両進行方向に
おける前方路面の凸状態を検出する検出装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、この種の装置として、例えば特開昭６０−１４２
２０’７号公報に開示されたもの（第１従来例）、特開
昭６０−１４２２０８号公報に開示されたもの（第２従
来例）及び実開昭６２−１１５６１２号公報に開示され
たもの（第３従来例）が知られている。

これらの従来例は、非接触式の距離測定手段を使用して
車両から前方へ一定距離だけ離れた路面までの距離を測
定し、その測定結果の変化に基いて路面の凹凸状態を検
出するものであった。

又、この凹凸状態の検出結果は、車両サスペンションの
強度調節制御のために使われるものであった。

し発明が解決しようとする課題］ ところが、従前の各装置において、車両のピッチングや
ローリング等の挙動による測定距離の誤差を補正するた
めに、第１従来例では３Ｍｉの距離測定装置を設け、第
２従来例では高価なピフチングレートセンサーや上下加
速度センサを設け、更に第３従来例では車両前後の車高
検出器を設けて対処している。

このように、従前の各装置では、距離測定の誤差を補正
するために距離測定装置の数を増やしたり、特別な装置
を追加したりしているため、何れも装置全体の構成が複
雑になり、高価なものになるばかりでなく、装置全体の
応答性が悪くなるという虞れがあった。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、車両の挙動に左右されることなく路面の
凸状態を確実に検出し得ると共に、そのための構成を複
雑且つ高価なものにする必要がない前方路面の凸状態検
出装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成する１こめにこの発明においては、指
向性をもったビームを車体前方の一定距離にある路面上
に照射して、その反射波を受信することにより車体から
路面までの距離を測定する距離測定手段と、その受信し
た反射波の強度を測定する反射強度測定手段と、距離測
定手段及び反射強度測定手段による測定結果を入力し、
測測定結果が同時に変化した場合に前方路面が凸状態で
あることを判定する判定手段とを備えている。

［作用］　　。

従って、指向性をもったビームを車体前方の一定距離に
ある路面上に照射して、その反射波を受信することによ
り、車体から路面までの距離が距離測定手段により測定
されると共に、受信した反射波の強度が反射強度測定手
段により測定される。

そして、車両走行中に前記距離及び反射強度の測定を行
い、前方路面が平坦状態である場合には、距離測定手段
及び反射強度測定手段による測測定結果が両者共に無変
化であるか、或いは何れか一方のみが変化する。

一方、車両走行中に前記距離及び反射強度の測定を行い
、前方路面が凸状態である場合には、距離測定手段及び
反射強度測定手段による測測定結果が同時に変化するこ
とになる。即ち、距離測定手段による測定結果は測定距
離が短くなり、反射強度測定手段による測定結果は反射
強度が太き（なる。そして、前記測測定結果に基き、前
方路面が凸状態であることが判定手段により判定される
。

［実施例コ 以下、この発明を自動車に具体化した一実施例を第１図
〜第４図に基いて詳細に説明する。

第２図に示すように、この実施例の凸状態検出装置１は
自動車２の車体前部に配設固定されている。この凸状態
検出装置１は、指向性をもったビームとしての光ビーム
Ｌａを車体前方の一定距離Ａにある路面３上に照射して
、その反射光Ｌｂ（第４図参照）を受信することにより
車体から路面３までの距離を測定する距離測定手段及び
その受信した反射光Ｌｂの強度に相当する受光量を測定
する反射強度測定手段としての光学式三角測量装置４と
、その三角測量装置４により測定される測定距離及び路
面３からの反射光Ｌｂの受光量に基いて路面３の凸状態
を判定する判定手段としての凸状態判定装置５とにより
構成されている。

そして、第２図に示すように、三角測量装置４から発射
した光ビームＬａが平坦な路面３に照射されることによ
り、同装置４により常に一定距離Ａが測定され、同じく
光ビームＬａが凹凸状態の路面３に照射されることによ
り、一定距離への値が変化して測定される。

第１図に示すように、三角測量装置４は、レーザーダイ
オード等よりなる発光素子６及びその駆動回路７と、発
光素子６からの光をコリメートして光ビームＬａを一定
方向に照射するための照射レンズ８とを備えている。又
、三角測量装置４は、照射された光ビームＬａの路面３
からの反射光Ｌｂを集光するための集光レンズ９と、そ
の集光された反射光Ｌｂを受光するための半導体装置検
出素子１０とを備えている。更に、三角測量装置４は、
半導体装置検出素子１０の両端からの２つの出力信号ａ
、ｂを増幅するための一対の信号増幅回路１１．１２と
、両信号増幅回路１１．１２にて増幅された２つの増幅
信号ｃ、ｄを入力し、その２つの増幅信号ｃ、ｄの和を
算出して半導体光位置検出素子１０の受光量を演算する
受光量演算回路１３と、同じく両信号増幅回路１１．１
２からの２つの増幅信号ｃ、ｄを入力し、両増幅信号ｃ
、ｄの差を算出すると共に、同信号の差と受光量演算回
路１３にて算出された２つの増幅信号ｃ、ｄの和との比
を演算することにより、三角測量装置４から路面３まで
の距離を演算する距離演算回路１４とを備えている。

この実施例における半導体装置検出素子１０は、Ｐｎ接
合の光起電力効果と抵抗層によるキャリア分割機構を利
用した周知の構成のものであり、半導体装置検出素子１
０上において路面３からの反射光Ｌｂを受光する受光位
置に応じてそのつど反射光Ｌｂの受光位置から同検出素
子１０の両端までの距離に比例した２つの出力信号ａ、
ｂを出力する。又、三角測量装置４から路面３までの測
定距離が変化することにより、半導体装置検出素子１０
上において反射光Ｌｂの受光位置が変化することになり
、これに伴ってこの２つの出力信号ａ、ｂがそれぞれ変
化する。

又、半導体装置検出素子１０の両端から２つの出力信号
ａ、ｂは、各信号増幅回路１１．１２を介して増幅され
、その増幅信号ｃ、ｄが受光量演算回路１３及び距離演
算回路１４にそれぞれ入力される。そして、この実施例
において、受光量演算回路１３では２つの増幅信号ｃ、
ｄの和が算出され、その算出結果が受光量信号ｅとして
出力される。

更に、距離演算回路１４では両信号増幅回路１１．１２
からの２つの増幅信号ｃ、ｄの差が算出されると共に、
受光量演算回路１３からの受光量信号ｅを入力して、前
記２つの増幅信号ｃ、ｄの差と前記受光量信号ｅとの比
が算出される。即ち、距離演算回路１４では両信号増幅
回路１１．１２からの２つの増幅信号ｃ、ｄの差が半導
体装置検出素子１０にて受光した受光量で正規化される
。

そして、この正規化された処理結果が距離演算回路１４
にて三角測量の原理に基いて演算され、三角測量装置４
から路面３までの距離に相当する演算結果が距離信号ｆ
として距離演算回路１４から出力される。このように距
離演算回路１４では、距離演算のために両信号増幅回路
１１．１２から出力される２つの増幅信号ｃ、ｄの差が
、受光量演算回路１３からの受光量信号ｅに基いて正規
化されるようになっている。このため、半導体装置検出
素子１０にて受光される受光量の変化に左右されること
なく、三角測量装置４から路面３までの距離に応じた距
離信号ｆを正確に得ることができる。

一方、凸状態判定装置５は、三角測量装置４の受光量演
算回路１３からの受光量信号ｅ及び距離演算回路１４か
らの距離信号ｆをそれぞれ入力し、それらの信号の変化
分をそれぞれ検出するための一対の微分回路１５．１６
と、両微分回路１５゜１６からそれぞれ出力される変化
分の信号ｇ、　　ｈが所定値以上であるか否かを判別し
、所定値以上である場合にのみ判別信号ｉ、ｊを出力す
る一対の判別回路１７．１８と、両判別回路１７．１８
からの判別信号ｉ、　　ｊのＡＮＤ論理をとり、再判別
信号ｉ、ｊが同時に入力された場合、即ち距離信号「の
変化分の信号ｇ及び受光量信号の変化分の信号りに所定
値以上の変化が生じたときに、路面３が凸状態であると
いうことを判定してその凸状態検出信号を出力する凸状
態判定回路１９とによって構成されている。

次に、上記のように構成された凸状態検出装置１の作用
を説明する。

さて、この凸状態検出装置１では、光学式三角測量装置
４を自動車２の車体前側部に固定してその前方路面３ま
での距離を測定すると共に、路面３からの反射光Ｌｂの
受光量を測定するようにしている。

このため、第３図に示すように、路面３上にて自動車２
を走行させながら凸状態検出装置１を作動させると、三
角測量装置４からの光ビームＬａが路面３上の平坦面を
照射した場合には、三角測量装置４において距離演算回
路１４から出力される距離信号ｆの値が一定距離Ａに相
当する値αとなる。又、三角測量装置４からの光ビーム
Ｌａが路面３上の突起Ｐを照射した場合には、第４図に
示すように光ビームＬａの破線部分の長さが縮まり、よ
って三角測量装置４において距離演算回路１４から出力
される距離信号ｆの値が一定距離Ａに相当する値αより
も小さい値となる。

一方、三角測量装置４から路面３上に照射した光ビーム
Ｌａの路面３からの反射光Ｌｂの受光量は、第３図に示
すように光ビームＬａが平坦面を照射した場合には、三
角測量装置４において受光量演算回路１３から出力され
る受光量信号ｅの値が略一定の受光量に相当する値βと
なる。又、光ビームＬａが水たまりを照射した場合には
、受光量演算回路１３から出力される受光量信号ｅが値
βよりも小さい値に変化する。或いは、光ビームＬａが
突起Ｐや白線を照射した場合には、受光量演算回路１３
から出力される受光量信号ｅが値βよりも大きい値に変
化する。特に、第４図に示すように光ビームＬａが路面
３上の突起Ｐを照射した場合には、反射光Ｌｂの分布が
自動車２側に多くなるように変化して、三角測量装置４
にて受光される受光量が大きく増大することになる。

しかしながら、この実施例では、凸状態検出装置１１が
車体前側部に固定されているため、自動車２が挙動（ピ
ッチング、ローリング、バウンシング等）すると、前方
路面３の状態に対応して三角測量装置４にて検出演算さ
れる距離信号ｆの変化に比べ、自動車２の挙動骨の変化
が大きな割合を占めることになる。従って、三角測量装
置４にて検出演算される距離信号ｆの値に誤差を生じ、
その距離信号ｆの値のみに基いて路面３の突起を検出す
ることは困難である。

又、一方で反射光Ｌｂの分布やその光量は、路面３の色
や湿潤状態によっても変化するため、三角測量袋Ｗ４に
て検出演算される受光量信号ｅの値の変化のみにより、
路面３上の突起Ｐを検出することも困難である。

そこで、この実施例では、第３図に示すように、路面３
上の突起Ｐに対応して、三角測量装置４にて検出演算さ
れる距離信号ｆの変化及び受光量信号ｅの変化が同時に
起こると共に、しかも前記両信号ｆ、ｅの変化が自動車
２の挙動に左右されることなく同時に起こることに着目
し、前記両信号ｆ、ｅの変化が同時に起こったときに路
面３上に突起Ｐがある、即ち路面３が凸状態であると判
定するようにしている。そして、そのための凸状態判定
装置５を設けて、同装置５に対して三角測量装置４から
距離信号ｆ及び受光量信号ｅを出力するようにしている
。

従って、路面３上の突起Ｐが三角測量袋Ｗ４により測定
されると、三角測量装置４から凸状態判定装置５へ出力
される距離信号ｆ及び受光量信号ｅがそれぞれ同時に変
化し、それらの変化分の信号ｇ、ｈが凸状態判定装置５
の各微分回路１５゜１６にて検出され、両度化分の信号
ｇ、ｈが所定値以上となる。この結果、両判別回路１７
．１８の双方から凸状態判定回路１−９へ判別信号ｉ、
ｊが出力され、よって凸状態判定回路１９にて路面３が
凸状態であると判定され、その凸状態検出信号が出力さ
れる。

上記のようにこの実施例では、三角測量装置４と凸状態
判定装置５とにより凸状態検出装置１を構成し、三角測
量装置４により同装置４から路面３までの距離及び路面
３からの反射光Ｌｂの受光量を測定して、それらの値の
変化が同時に起こったときに凸状態判定装置５により路
面３が凸状態であると判定するようにしている。このた
め、三角測量袋Ｗ４により路面３の状態を測定している
ときに自動車２が挙動しても、その挙動に左右されるこ
となく路面３の凸状態を確実に検出することができる。

従って、この実施例の凸状態検出装置１では、従来例と
は異なり自動車の挙動による測定距離の誤差を補正する
ために、３組の距離測定装置を設けたり、高価なピッチ
ングレートセンサーや上下加速度センサを設けたり、更
に車両前後の車高検出器を設けたりして対処する必要が
まったくない。

又、受光量の測定手段についても、光学式三角測量装置
４に対して特別な受光量測定装置を追加するものではな
い。

この結果、凸状態検出装置１の全体を簡単な構成にする
ことができ、よって同装置１の応答性及びＳ／Ｎ比を向
上させることができると共に、同装置１を安価なものに
することができる。

尚、前記実施例では、指向性をもったビームとして光ビ
ームＬａを用いた距離測定手段及び反射強度測定手段と
しての光学式三角測量装置４を設けたが、これに限定さ
れるものではなく、例えば指向性をもったビームとして
超音波や電波等を用いた距離測定手段及び反射強度測定
手段としての一般的な測量装置を設けてもよい。この場
合、前記実施例において説明した受光量の代わりに、超
音波や電波の反射強度を用いることになる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、車両の挙動に左
右されることなく路面の凸状態を確実Ｇこ検出すること
ができ、しかもそのための構成を簡単且つ安価なものに
することができるとし）う優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明を具体化した一実施例を示す
図面であって、第１図は凸状態検出装置のブロック回路
図、第２図は凸状態検出装置による前方路面の測定状態
を説明するための説明図、第３図は路面の状態に対応す
る距離信号及び受光量信号の変化を説明するための説明
図、第４図は凸状態検出装置により路面上の突起を検出
しているところを説明するための説明図である。 図中、３は路面、４は距離測定手段及び反射強度測定手
段を構成する光学式三角測量装置、５は判定手段として
の凸状態判定装置、Ｌａは指向性をもったビームとして
の光ビーム、Ｌｂは反射波としての反射光。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　指向性をもったビームを車体前方の一定距離にある
   路面上に照射して、その反射波を受信することにより車
   体から路面までの距離を測定する距離測定手段と、 前記受信した反射波の強度を測定する反射強度測定手段
   と、 前記距離測定手段及び反射強度測定手段による測定結果
   を入力し、両測定結果が同時に変化した場合に前方路面
   が凸状態であることを判定する判定手段と を備えたことを特徴とする前方路面の凸状態検出装置。