JP3641912B2 - 車間距離警報装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の車間距離警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パルスレーザビームを媒体として前方車両までの車間距離を自動計測し、安全車間距離よりも現実の車間距離が詰まっている場合に車間距離警報を発してドライバに注意を促す車間距離警報装置は、パルスレーザビームのような指向性を持った信号を車両前方に発射し、前方車両の車体後部に取り付けられているリフレックスリフレクタに反射した反射光を受信し、信号光発射から受光までの空間伝播経過時間を測定し、信号伝播速度との関係から車間距離Ｒを算出し、さらに算出した車間距離の単位時間あたりの変化量から前方車両との相対速度も算出し、自車速も入力して、ドライバが安全に運転できる安全車間距離を警報車間距離Ｒamとして算定し、実車間距離Ｒが警報車間距離Ｒamよりも接近している時に車間距離警報を出力する構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の車間距離警報装置では、次のような問題点があった。すなわち、図５及び図６に示すように先行車２が検知でき、かつ遠距離の道路案内板３などに対する誤警報を防げるようにパルスレーザ送光部のパルスレーザビーム４の上下方向の広がり角度θを設定しているために、近距離においてトラックのようにリフレクタ５の取付位置が高い車両が先行車２である時には、パルスレーザビーム４が先行車２のリフレクタ５から外れてしまい、結果的に検知不能となる場合がある問題点があった。
【０００４】
またこれを避けるために図７に示すように、パルスレーザビーム４の上下方向の広がり角度θを広げると、今度は遠方の道路上方の案内板３などを検出して誤警報を出力するようになる問題点があった。
【０００５】
さらに第２の問題点を解決するために、従来、遠距離の案内板などと先行車を区別して先行車のみとの車間距離が計測できるようにする方法として、特開平６−１４８３２９号公報に記載され、また図８に示す方法が知られている。この図８に示す方法は、上下方向の広がり角度を大きくしてリフレクタ５の取付位置が高いトラックのような車両に対してもそのリフレクタ５にパルスレーザビーム４を照射できるように設定すると共に、このパルスレーザビーム４を左右方向にスキャニングさせて検知物体の幅Ｗも検出し、車両用リフレクタ５のサイズが車両保安基準によって限定されていることから、検出物体の幅Ｗが、例えば、１ｍを超えるような大幅なものであれば案内板３であると判断し、このような幅の前方物体に対しては計測した車間距離を無効とすることにより、先行車３と案内板３とを区別するものである。しかしながらこの方法によれば、逆に先行車３の後部がよく光るアルミボデイであるような場合には、検出物体の幅が限度以上であるので案内板などであると誤判断してしまう問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、上下に接するように２本のレーザビームを送出する送光手段を設け、下側のレーザビームによる測距データが所定値以上である場合、又は下側のレーザビームによる測距データが所定値以上大きいものを無効とすることにより、車高の高い先行車に対しても正しく車間距離が計測でき、かつ遠方の案内板などを誤検出することもない車間距離警報装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の車間距離警報装置は、車両の前部に設置され、パルスレーザビームを利用する車間距離検出手段と、自車速を検出する車速センサと、車間距離検出手段が検出する車間距離と車速センサが検出する自車速と車間距離の単位時間変化に基づく相対速度とに基づいて警報車間距離を算出し、車間距離と比較して車間距離の適不適を判定する車間距離判定手段と、車間距離判定手段が車間距離不適と判定した時に車間距離警報を出力する車間距離警報手段とを備え、車間距離検出手段は、上下方向に所定角度だけずれた方向に２本のパルスレーザビームを交互に発射し、２本のパルスレーザビームそれぞれの発射タイミングと反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて前方の物体までの車間距離を算定するとともに、下側のパルスレーザビームによる計測車間距離が有効であるときは上側のパルスレーザビームによる計測車間距離は算定せず、下側のパルスレーザビームによる計測車間距離が無効であるときは、上側のパルスレーザビームによる計測車間距離を算定し、上側のパルスレーザビームによる計測車間距離が最大検知距離よりも小さな所定のしきい値以上である時に上側のパルスレーザビームによる計測車間距離を無効とする。
【０００８】
請求項１の発明の車間距離警報装置では、車間距離検出手段において上下２つの送光手段が上下に接する２本のパルスレーザビームを各別に前方に発射し、受光手段でこれらの２つの送光手段それぞれの発射したパルスレーザビームに対する反射光を受光し、測距手段が前方物体までの車間距離算定を行う。そして下側のパルスレーザビームによる計測車間距離が所定の第１のしきい値よりも大きい時には車高の高い車両の車体の下側を通り抜けて遠方の物体を測定した距離、あるいは前方に車両が存在しなくて遠方の物体を測定した距離であるとみなすことができるために、この計測車間距離を無効とする。また上側のパルスレーザビームによる計測車間距離が所定の第２のしきい値以上である時には、遠方の案内板等を測定した距離であるために無効と判定し、この計測車間距離を無効とする。
【０００９】
これによって、車高が高くリフレクタの取付位置も高い車両が前方車両である時には上側の送光手段からのパルスレーザビームによって検出した車間距離を用いて車間距離警報の出力判定を行い、また通常の高さの車両に対しては下側の送光手段からのパルスレーザビームによって検出した車間距離を用いて車間距離警報の出力判定を行い、しかも前方に車両が無くて案内板などを測距している状況ではその計測車間距離を無効と、車間距離警報の出力判定に使用しないようにすることができる。また近距離前方に車高の高い車両が走行している場合に、上側の送光手段のパルスレーザビームによって測距し、同時に下側の送光手段のパルスレーザビームによって当該車両の車体の下方を通り抜けてさらに前方の物体を測距しているような場合には下側の計測車間距離を無効にすることにより、誤計測を防止することができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、車高が高くリフレクタの取付位置も高い大型車両に対しても、また通常の高さの車両に対しても確実に車間距離を計測して車間距離警報の出力判定が行え、しかも前方に車両が無くて案内板などを測距する状態では車間距離を計測せず、車間距離警報の出力判定も行わないようにして誤警報を防止し、車間距離警報の信頼性を高めることができる。また近距離前方に車高の高い車両が走行している場合に、上側の送光手段のパルスレーザビームによって当該車両までの車間距離を計測し、同時に下側の送光手段のパルスレーザビームによって当該車両の車体の下方を通り抜けて遠方の物体までの距離を計測しているような場合には下側の計測車間距離を無効にすることにより、誤計測を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の構成を示しており、この実施の形態の車間距離警報装置は、詳しくは後述する上下に接する２本のパルスレーザビームＬ１，Ｌ２各々を前方に所定の角度で発射する送光部１１ａ，１１ｂと、それぞれのパルスレーザビームＬ１，Ｌ２が前方の物体２に照射され、反射して戻ってくる反射光RL１，RL２を受光して光電変換し、増幅出力する受光部１３と、これらの送光部１１ａ，１１ｂのパルスレーザビームＬ１，Ｌ２の発射制御と受光部１３の反射光RL１，RL２に対する受光制御を行い、前方の物体２までの距離Ｒを計測して出力する距離検出部１４から成るレーザレーダ装置１５を備えている。
【００１６】
また車間距離警報装置は、レーザレーダ装置１５が出力する測距データＲを入力し、車速センサ１６から自車速Ｖを入力し、前回測距時の測距データと新たに得た測距データとの単位時間の変化から相対速度Ｖrlを求め、自車速Ｖと相対速度Ｖrlに基づいて先行車に対して追突の恐れがない安全な車間距離を警報車間距離Ｒalとして算定し、さらにこの警報車間距離Ｒalと現実の車間距離Ｒとを比較し、現実の車間距離Ｒが警報車間距離Ｒalを下回っている時に車間距離警報指令ALを出力するコントロールユニット１７と、このコントロールユニット１７の出力する警報指令ALを受けて車間距離注意を表示してドライバの注意を促す警報表示器１８と、同じ警報指令ALを受けて車間距離警報音を出力する警報ブザー１９を備えている。
【００１７】
上記構成の車間距離警報装置は、次のように動作する。図２に示すように、自車両１の前部に搭載されているレーザレーダ装置１５の送光部１１ａ，１１ｂから発射されるパルスレーザビームＬ１，Ｌ２は、上下に接していて、それぞれの上下方向の照射角度はθ１，θ２である。そして、上側のパルスレーザビームＬ２の検知範囲は、その上端が法規に定められている大型車両の最大車高Ｈmax に達するような距離を検知車間距離しきい値Ｒref とし、このしきい値Ｒref 以上の車間距離を検出した場合には無効とする。
【００１８】
ここで自車両１におけるレーザレーダ装置１５の取付部の地上からの高さをｈとし、下側のレーザビームＬ１の光軸を自車両１の進行方向と一致させているとすると、上側のレーザビームＬ２に対する検知車間距離しきい値Ｒref は、次の式のよって与えられる。
【００１９】
【数１】

また、下側のレーザビームＬ１の形状については、その上端が最大検知距離Ｒ max（通常、この距離は１００ｍ程度に設定するのが好ましい）よりも手前において大型車両の最大車高Ｈmax を超えない設定とする。
【００２０】
以上の条件で設定されたレーザレーダ装置１５で車間距離計測し、その測距データＲをコントロールユニット１７に入力すると、コントロールユニット１７は図４に示す手順で測距データの有効、無効判断を行い、有効なデータについてのみ、車間距離計測警報判断に用いる。
【００２１】
レーザレーダ装置１５において所定周期ごとに、送光部１１ａ，１１ｂから交互にパルスレーザビームＬ１，Ｌ２を発射し、受光部１３はそれぞれパルスレーザビームＬ１，Ｌ２が前方物体２に反射して戻ってくる反射光RL１，RL２を受光し、光電変換、増幅して距離検出部１４に入力する。距離検出部１４は送光部１１ａ，１１ｂのレーザビームＬ１，Ｌ２それぞれの送出タイミングと受光部１３の反射光RL１，RL２それぞれの受光タイミングとの時間差に基づいて前方物体２までの距離を算定し、測距データＲ１，Ｒ２としてコントロールユニット１７に出力する。この場合、送光部１１ａによりパルスレーザビームＬ１を発射し、その反射光RL１を受光する場合、送光部１１ｂによりパルスレーザビームＬ２の反射光RL２は通常受光されず、その逆も成り立つが、そのような場合には距離検出部１４は片方の測距データＲ１又はＲ２だけを出力することになる。
【００２２】
コントロールユニット１７では、レーザレーダ装置１５からの測距データＲ１，Ｒ２の入力を受けて、図４のフローチャートに示す処理を行う。この図４のフローチャートの処理は、レーザレーダ装置１５による距離検出動作と同じ周期で繰り返される。
【００２３】
まず、下側の送光部１１ａによるレーザビームＬ１を用いて計測された測距データＲ１が入力されると、このデータＲ１が最大検知距離Ｒmax と比較し、Ｒ１＜Ｒmax である時には有効なデータと判定し、その測距データＲ１を新たな車間距離Ｒとして用いる（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ６）。
【００２４】
しかしながら、測距データＲ１が入力されない場合、あるいは入力された測距データＲ１がＲ１≧Ｒmax であって無効と判定された場合には、上側の送光部１１ｂによるレーザビームＬ２を用いて計測された測距データＲ２を使用し（ステップＳ３）、上述した数１式による検知車間距離しきい値Ｒref と比較し、Ｒ２＜Ｒref である時には有効データと判定し（ステップＳ３，Ｓ４）、この測距データＲ２を新たな車間距離Ｒとして用いる（ステップＳ５）。
【００２５】
こうしていずれかの測距データＲ１，Ｒ２を車間距離Ｒとして取り込むと、車速センサ１６から自車速Ｖを取り込み（ステップＳ７）、前回の車間距離との時間変化に基づいて前方物体２と自車両１との間の相対速度Ｖrlを計算し（ステップＳ８）、これらの自車速Ｖと相対速度Ｖrlとによって前方車両２に対して追突を安全に回避できる車間距離を警報車間距離Ｒalとして算出する（ステップＳ９）。
【００２６】
そして新たな車間距離Ｒとこの警報車間距離Ｒalとを比較して現実の車間距離Ｒが警報車間距離Ｒalよりも短くなっていれば車間距離警報と判断して車間距離警報出力指令ALを出力する（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。
【００２７】
以上の処理で、コントロールユニット１７から車間距離警報出力指令ALが出力されると、警報表示器１８は車間距離注意を表示し、同時に警報ブザー１９が車間距離警報音を出力しててドライバの注意を促す。
【００２８】
この実施の形態の車間距離警報装置では、図３に示すように上側の送光部１１ｂから出力されるレーザビームＬ２に対する検知距離しきい値Ｒref よりも手前のエリアにおいてはレーザビームの上下広がり角度をθ１，θ２の合計とすることで近距離におけるトラックなどの車高が高くてリフレクタ５の取付位置も高い車両２に対しても車間距離の不検知を減らすことができる。また検知距離しきい値Ｒref よりも遠いエリアでは、下側の送光部１１ａによるレーザビームＬ１による計測のみを有効とすることで、案内板３などの誤検知を防ぐことができる。
【００２９】
さらに場合によっては車高の高い車両が近距離前方を走行していて、上側の送光部１１ｂによるレーザビームＬ２による計測でその車両までの距離を計測し、同時に下側の送光部１１ａによるレーザビームＬ１が車高の高い車両の車体の下方を通り抜けて遠方の物体を計測することがあり得るが、Ｒ１≧Ｒmax である場合には下側の送光部Ｌ１による計測車間距離を無効とすることによって誤計測を防止することができる。
【００３０】
さらにまた、この実施の形態の車間距離警報装置では、前方物体２の横方向の幅を考慮しないので、近距離におけるトラックボディの反射による検知結果を「案内板である」と誤判断することもない。したがって、スキャン方式のような複雑な送光機構を設ける必要がなくて構成を簡単にして種々の車両に対する車間距離を正確に計測して車間距離警報を出力することができ、動作の信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態の回路ブロック図。
【図２】上記の実施の形態のレーザレーダ装置の出力する２本のレーザビームの出力角度の設定例を示す説明図。
【図３】上記の実施の形態の車間距離計測動作の説明図。
【図４】上記の実施の形態におけるコントロールユニットの車間距離警報出力判定動作のフローチャート。
【図５】従来例の車間距離計測動作の説明図。
【図６】従来例での車高の高い先行車に対する車間距離不検知の状態を示す説明図。
【図７】従来例でのレーザビームの出力角度を広げた時の誤検知の発生状況を示す説明図。
【図８】スキャン方式の従来例でのトラックボディの反射を案内板と誤判断する状況を示す説明図。
【符号の説明】
１ 自車両
２ 前方物体
５ リフレクタ
１１ａ （下側の）送光部
１１ｂ （上側の）送光部
１３ 受光部
１４ 距離検出部
１５ レーザレーダ装置
１６ 車速センサ
１７ コントロールユニット
１８ 警報表示器
１９ 警報ブザー
Ｌ１ （下側）レーザビーム
Ｌ２ （上側）レーザビーム
RL１ 反射光
RL２ 反射光
Ｒ１ （下側）測距データ
Ｒ２ （上側）測距データ
Ｒmax 最大検知距離
Ｒref 検知車間距離しきい値

Claims (1)

1. 車両の前部に設置され、パルスレーザビームを利用する車間距離検出手段と、
   自車速を検出する車速センサと、
   前記車間距離検出手段が検出する車間距離と前記車速センサが検出する自車速と前記車間距離の単位時間変化に基づく相対速度とに基づいて警報車間距離を算出し、前記車間距離と比較して車間距離の適不適を判定する車間距離判定手段と、
   前記車間距離判定手段が車間距離不適と判定した時に車間距離警報を出力する車間距離警報手段とを備え、
   前記車間距離検出手段は、上下方向に所定角度だけずれた方向に２本のパルスレーザビームを交互に発射し、前記２本のパルスレーザビームそれぞれの発射タイミングと反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて前方の物体までの車間距離を算定するとともに、前記下側のパルスレーザビームによる計測車間距離が有効であるときは前記上側のパルスレーザビームによる計測車間距離は算定せず、前記下側のパルスレーザビームによる計測車間距離が無効であるときは、前記上側のパルスレーザビームによる計測車間距離を算定し、前記上側のパルスレーザビームによる計測車間距離が最大検知距離よりも小さな所定のしきい値以上である時に当該上側のパルスレーザビームによる計測車間距離を無効とすることを特徴とする車間距離警報装置。

Images