JPH0930349A - 距離測定装置 - Google Patents

距離測定装置

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JPH0930349A
JPH0930349A JP7182948A JP18294895A JPH0930349A JP H0930349 A JPH0930349 A JP H0930349A JP 7182948 A JP7182948 A JP 7182948A JP 18294895 A JP18294895 A JP 18294895A JP H0930349 A JPH0930349 A JP H0930349A
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Jun Nishino
潤 西野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えば5m以内の近距離でも、それより離れ
た5m以上の距離と同様に精度よく検出できる装置を提
供する。 【構成】 反射性能の高い部材が反射面の一部に一対設
けられてなる障害物で反射した発光素子部からの光を受
光する受光手段と、前記光の出射から受光までの時間に
基づいて前記障害物までの距離を算出する演算手段とを
有する距離測定装置において、前記一対の反射性能の高
い部材の間に位置する反射面からの反射光を受光する近
距離の測定範囲内では、前記受光手段が受光する最大光
量を降雪を検出する感度より小さくし、かつ最小光量を
前記近距離に位置する障害物を検出できる光量にまで小
さくした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、障害物で反射した発
光素子部からの光を受光し、この光の出射から受光まで
の時間に基づいて上記障害物までの距離を算出する距離
測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の距離測定装置は、発光素
子部からの光を先行車両(障害物)の後部に設けられた
リフレクタ(反射部材)で反射させ、この反射光を受光
して先行車両までの距離を算出している。図3はこの場
合における検出範囲を、ある特定のリフレクタを対象と
して定量的に表現したもので、1は距離測定装置、2
a,2bは距離に応じて変化する検出エリアである。
【0003】一方、実車でのリフレクタ3の取付範囲
は、図4に示すように車種によっていろいろと分布して
おり、略10m以内の近距離では殆ど光の照射範囲、つ
まり検出エリア2(2a,2b)に入らない。なお、図
4は横軸に車体中心からの距離、縦軸に先行車両のリフ
レクタ取付位置を表したもので、図中の11.5mは先
行する軽自動車のリフレクタを検出するために必要な最
短距離を、また19mはバスのリフレクタを検出するた
めに必要な最短距離を示し、他の数値も対応する車種の
先行するリフレクタ位置を示したものである。
【0004】従って、近距離においては、先行車両のリ
フレクタ3が検出エリア2から外れている。このため、
車体4の下部の構造物、物標からの反射に期待するしか
ないが、その反射量はきわめて低く、比較的反射量の多
い乗用車でも図5に示すように、車体4の下部の構造
物、物標(図示例はナンバプレート板5)からの反射強
度P1は、リフレクタ3からの反射強度P2に比べ1/
100程度以下であり、図6に示すようにトラックは車
体4が高いために車軸4aなどの小さな面積からの反射
となり、さらに反射強度は低いものである。
【0005】そこで、反射強度の低い車体4の下部から
の反射光によっても測距できるように受光手段の感度を
高めることが考えられる。ところが、受光感度を高める
と、降雪時、雪からの反射光を受光して誤動作するよう
な事態を生じることがある。この不具合を解消するもの
として、次のようなことが考えられるので、それを図7
に基づいて説明する。
【0006】すなわち、図7は距離測定装置の構成を示
すブロック図であり、図7において、11は例えばレー
ザダイオードなどの光L0を、透明ガラス板10を介し
て前方障害物に向けて発する素子を有する発光素子部、
12は先行車両などの前方障害物からの反射光L1を、
前記透明ガラス板10を介して受光して受光信号12a
を出力する例えばホトダイオードなどの素子を有する受
光素子部、13は受光素子部12からの受光信号12a
を、後述のSTC回路16からの信号に基づいて増幅し
た受光信号13aを出力する受光増幅回路、14は後述
の制御回路15から起動信号15aを受けて出力した駆
動信号14aで発光素子部11をパルス駆動する駆動回
路、15は駆動回路14に起動信号15aを供給すると
共に、その起動信号15aを出力した後に受光増幅回路
13から受光信号13aを受けるまでの時間を計測し
て、その計測結果、すなわち時間に基づいて距離を算出
するマイクロコンピュータ等から構成され、プログラム
駆動される制御回路、16は駆動回路14からの駆動信
号14aを受けて作動し、障害物で反射した発光素子部
11からの光を短時間に受光する近距離の測定範囲内に
おいて、受光増幅回路13の感度を、例えば1/2乗の
カーブ(このカーブは、抵抗コンデンサによる時定数回
路において作られる)に沿って減少させる感度低下手段
(以下、STC回路と略称する)、17は制御回路15
で算出された距離を表示する距離表示器、18は制御回
路15で距離を算出した結果、危険状態であるとき、こ
れを報知する警報発生器である。なお、図7において、
受光素子部12と受光増幅回路13との間にフィルタ回
路19(図8参照)が介挿されている。
【0007】図8は上記受光素子部12、受光増幅回路
13、STC回路16、フィルタ回路19の具体的な回
路例を示すもので、受光素子部12はアバランシェフォ
トダイオード(以下、APDと略称する)と、抵抗R1
とで構成され、受光増幅回路13は一対のトランジスタ
Tr1,Tr2と複数個の抵抗R2〜R5による差動増
幅器で構成されている。また、STC回路16はダイオ
ードD、抵抗R6〜R8,コンデンサC1,C2などに
よって構成され、駆動回路14からの駆動信号14aに
基づいて、トランジスタTr2のベース入力を変化さ
せ、前方障害物で反射した発光素子部11からの光を短
時間で受光する近距離の測定範囲内は、前記抵抗R6〜
R8、コンデンサC1,C2による時定数に基づいて受
光増幅回路13の感度を低下させるものである。19は
受光素子部12と受光増幅回路13との間に接続したハ
イパス機能を有するフィルタ回路であり、コンデンサC
3と抵抗R9とで構成されている。
【0008】図9は受光増幅回路13の感度特性図を示
すもので、横軸は自車から前方障害物としての先行車両
後部のリフレクタまでの距離、縦軸は受光増幅回路13
の感度である。図9において、Wは感度曲線であり、こ
の感度曲線Wから明らかなように、近距離のように先行
車両のリフレクタからの反射が望めない領域になるほど
感度が高くなっている。換言すれば、遠距離になれば、
前記図3に示すように光の照射範囲が広がり、リフレク
タ3からの反射強度の高い反射光を受光できるので、受
光増幅回路13の感度が低下しても問題はないものであ
る。
【0009】一方、上記のように略10m以内の近距離
における受光増幅回路13の感度が高いと、降雪時、雪
からの反射光に応動して誤動作する恐れがある。そこ
で、この近距離の測定範囲においては、感度曲線W1を
同W2の如く低下させておき、大型トラックを検出でき
降雪を検出できない設定範囲T内に維持するように、S
TC回路16の出力を予め設定しておくものである。
【0010】次に上記構成の動作について説明する。ま
ず、制御回路15から周期的に出力される起動信号15
aによって駆動回路14が起動される。この駆動回路1
4からの駆動信号14aによって発光素子部11を駆動
させ、光L0をパルス状に発生させる。この光は先行車
両の車体、特にリフレクタ3で反射し、その反射光L1
が受光素子部12に入射する。この受光素子部12は入
射光量に応じた受光信号12aを受光増幅回路13に入
力する。この受光増幅回路13は入力した上記受光信号
12aを増幅して、制御回路15に受光信号13aを供
給する。
【0011】この制御回路15は上記起動信号15aを
出力してから上記受光増幅回路13の受光信号13aの
供給を受けるまでの時間に基づいて、先行車両との距離
を算出し、その算出距離を距離表示器17に出力して表
示する。また、その算出距離に基づいて自車両が先行車
両に近づきすぎていると判断した場合は、警報発生器1
8を作動させて危険を報知する。
【0012】この場合、受光増幅回路13の感度が図9
の感度曲線W1に示すように、遠距離から10m程度の
近距離の測定範囲になるほど高くなっているので、先行
車両がトラックであって、その車体の一部からの微弱な
反射光量によっても確実に先行車両を検出することがで
きる。又、略10m以内の近距離の測定範囲において
は、STC回路16の出力の出力信号16aによって受
光増幅回路13の感度を、感度曲線W2のように降雪を
検出しない範囲まで低下させているので、降雪からの反
射光量によって誤動作する恐れもない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た距離測定装置にあっては、STC回路が単純なCR積
分回路を有し、換言すると時定数回路がコンデンサと抵
抗とで構成されているために特性を単純なものにしかで
きず、そのため5m以内の極めて近距離においても受光
増幅回路の増幅率が5〜10mの距離範囲と同様に作用
して低下しまうので、5m以内の近距離の前方車両力を
検出できないという問題点があつた。
【0014】そこで、この発明は、上記のような問題点
に着目してなされたもので、例えば5m以内の近距離で
も、それより離れた5m以上の距離と同様に精度よく検
出できる装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この距離測定装置に係る
第1の発明は、反射性能の高い部材が反射面の一部に一
対設けられてなる障害物で反射した発光素子部からの光
を受光する受光手段と、前記発光素子部からの光の出射
から受光までの時間に基づいて前記障害物までの距離を
算出する演算手段とを有する距離測定装置において、前
記一対の反射性能の高い部材の間に位置する反射面から
の反射光を受光する近距離の測定範囲内では、前記受光
手段が受光する最大光量を降雪を検出する感度より小さ
くし、かつ最小光量を前記近距離に位置する障害物を検
出できる光量にまで小さくした。
【0016】また、この距離測定装置に係る第2の発明
は、前記反射性能の高い部材の間に位置する反射面から
の反射光を受光する近距離の測定範囲内では、前記発光
素子部から出射される光量は、算出された距離に応じて
二次関数的に変化するように制御されてなる。
【0017】
【作用】上記の第1の発明によれば、反射性能の高い部
材以外からの反射光を受光する近距離の測定範囲内で
は、受光手段が受光する最大光量を降雪を検出する感度
より小さくし、又最小光量を前方障害物を検出できる光
量にまでとしたため、近距離まで確実に距離測定ができ
る。
【0018】また、第2の発明によれば、近距離の測定
範囲内では、受光手段が受光する受光量が二次関数的に
変化するように、発光素子側の発光強度を二次関数的に
小さく変化させて制限するので、発光素子を駆動電流を
小さくでき、寿命を長くできる。
【0019】
【実施例】この発明による実施例の構成を図1に示す
が、図1において図7の従来例で説明したものと同一の
もの、または均等なものには同一符号を付して、その詳
細説明を省略する。11’は発光素子部で、駆動回路1
4からの駆動信号14aで駆動されると共に、D/A
(デジタル/アナログ)変換回路20からの制御電圧信
号で駆動電圧が制御される。15’は制御回路で、図5
に示した制御回路15に対して次のような機能が追加さ
れているので、それを他の構成を説明する中で説明す
る。
【0020】23は不揮発性メモリで、図2に示すよう
な関数が距離Lが30mより小さい範囲で Vc =k・L2 +Vm (Vm:調整電圧) がデータテーブル化され、かつ、距離Lが30m以上で
は最大電圧に記憶されて、制御回路15’から、算出さ
れた最新の距離信号Lが供給されると、それに対応する
制御電圧信号Vcが作成され、D/A変換回路20を介
して発光素子部11’の電源電圧Vcが制御され、発光
強度が二次関数的に変化する。21は発光モニタで、透
明ガラス板10の塵等の付着物によって乱反射された光
L2を受光する。22はピークホールド回路で、発光モ
ニタ21から供給される受光信号のピーク値を検出し、
そのピーク値を制御回路15’に供給し、制御回路1
5’はそのピーク値が所定値を越えた場合には警報発生
器18から警報を発生する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この第1の発明に
よれば、近距離を距離計測を精度良く行うことができる
という効果が発揮される。また第2の発明によれば、発
光素子の駆動電流を小さくできるので発光素子の寿命を
延ばすことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す距離測定装置の回路ブロ
ック説明図である。
【図2】図1における発光素子部11’の、算出距離に
対する駆動電流の制御状態を示す特性説明図である。
【図3】距離に対する光の照射範囲を示した図である。
【図4】10m地点における検出エリアに対する車種毎
のリフレクタ取付位置を示す対比図である。
【図5】車体後部からの反射強度を示す説明図である。
【図6】トラックの車体後部を示す図である。
【図7】従来の距離測定装置のブロック図である。
【図8】図7のブロック図の一部を具体的に示す回路図
である。
【図9】受光増幅回路の受光感度図である。
【符号の説明】
11,11’ 発光素子部 12 受光素子部 13 受光増幅回路 15,15’ 制御回路 16 感度低下手段 20 D/A変換回路 23 不揮発性メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射性能の高い部材が反射面の一部に一
    対設けられてなる障害物で反射した発光素子部からの光
    を受光する受光手段と、前記発光素子部からの光の出射
    から受光までの時間に基づいて前記障害物までの距離を
    算出する演算手段とを有する距離測定装置において、前
    記一対の反射性能の高い部材の間に位置する反射面から
    の反射光を受光する近距離の測定範囲内では、前記受光
    手段が受光する最大光量を降雪を検出する感度より小さ
    くし、かつ最小光量を前記近距離に位置する障害物を検
    出できる光量にまで小さくしたことを特徴とする距離測
    定装置。
  2. 【請求項2】 前記反射性能の高い部材の間に位置する
    反射面からの反射光を受光する近距離の測定範囲内で
    は、前記発光素子部から出射される光量は、算出された
    距離に応じて二次関数的に変化するように制御されてな
    ることを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
JP7182948A 1995-07-19 1995-07-19 距離測定装置 Pending JPH0930349A (ja)

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US08/683,885 US5724141A (en) 1995-07-19 1996-07-19 Distance measuring apparatus
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