(57)【要約】【課題】簡単な方法で、精度よく他車両の位置を測定することが可能な周辺監視装置を提供する。【解決手段】周辺監視装置は、検出手段と、測定手段とを備える。検出手段は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、該検出領域に、他車両が光投影パターンが形成される投影位置と該他車両の位置との位置関係を光投影パターンの大きさに対応させて形成した光投影パターンを検出する、測定手段は、検出手段で検出された光投影パターンの大きさに基づいて、投影位置と他車両との位置関係を測定する。【選択図】図１
2010097354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他車両が光を照射することにより路面上に形成された光投影パターンを検出することによって他車両の位置を測定する周辺監視装置であって、
自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、該検出領域に、前記他車両が前記光投影パターンが形成される投影位置と該他車両の位置との位置関係を前記光投影パターンの大きさに対応させて形成した前記光投影パターンを検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記光投影パターンの大きさに基づいて、前記投影位置と前記他車両との位置関係を測定する測定手段とを備える周辺監視装置。
【請求項２】
前記他車両は、前記投影位置と前記他車両との位置関係として該他車両から前記投影位置までの距離を前記光投影パターンの大きさに対応させ、前記他車両から前記投影位置までの距離と前記光投影パターンの大きさとの比が一定になるように光ビームを照射し、
前記測定手段は、前記光投影パターンの大きさを測定し、該測定結果に基づいて、前記他車両から前記投影位置までの距離を算出することを特徴とする、請求項１に記載の周辺監視装置。
【請求項３】
前記他車両は、前記投影位置と前記他車両との位置関係として該他車両が前記投影位置に到達するまでの到達時間を前記光投影パターンの大きさに対応させ、該到達時間と前記光投影パターンの大きさとの比が一定になるように光ビームを照射し、
前記測定手段は、前記光投影パターンの大きさを測定し、該測定結果に基づいて、前記到達時間を算出することを特徴とする、請求項１に記載の周辺監視装置。
【請求項４】
前記光投影パターンは、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に形成された複数の光スポットであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の周辺監視装置。
【請求項５】
前記測定手段は、前記検出手段で検出した前記複数の光スポットの検出時間間隔に基づいて前記光投影パターンの大きさを算出することを特徴とする、請求項４に記載の周辺監視装置。
【請求項６】
前記他車両は、前記光スポットとして、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に線上に並んだ第１のパターン列と第２のパターン列の光スポットを形成し、
前記測定手段は、前記検出手段で検出した前記第１のパターン列に含まれる複数の光スポットの検出時間間隔と前記第２のパターン列に含まれる複数の光スポットの検出時間間隔との差に基づいて、前記光投影パターンの大きさを算出し、
前記第２のパターン列は、前記第１のパターン列とは路面上の異なる位置に、複数の光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が前記第１のパターン列とは異なる方向に形成されることを特徴とする、請求項４に記載の周辺監視装置。
【請求項７】
前記第１のパターン列は、所定の楕円の一部の周上に形成され、前記第２のパターン列は、該楕円の周上の前記第１のパターン列とは異なる位置に形成されることを特徴とする、請求項６に記載の周辺監視装置。
【請求項８】
前記測定手段は、前記検出手段で検出した前記第１のパターン列及び前記第２のパターン列に含まれる光スポットの検出時間間隔に基づいて、前記自車両と前記他車両との角度を測定することを特徴とする、請求項６に記載の周辺監視装置。
【請求項９】
前記測定手段による測定情報に基づいて、前記自車両と前記他車両との衝突を判断する衝突判断手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の周辺監視装置。
【請求項１０】
他車両が光を照射することにより路面上に形成された光投影パターンを検出することによって他車両の位置を測定する周辺監視装置であって、
自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、該検出領域に、他車両が路面上の所定の領域に形成した前記光投影パターンを検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された、自車両から見た前記光投影パターンに基づいて、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定する測定手段とを備える周辺監視装置。
【請求項１１】
前記他車両は、前記光投影パターンとして、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に複数の光スポットを所定の配置で形成し、
前記測定手段は、前記検出手段で検出した前記複数の光スポットの自車両から見た配置に基づいて、前記角度を測定することを特徴とする、請求項１０に記載の周辺監視装置。
【請求項１２】
前記測定手段は、前記検出手段で検出した前記複数の光スポットの検出時間間隔に基づいて前記角度を算出することを特徴とする、請求項１１に記載の周辺監視装置。
【請求項１３】
前記他車両は、前記光投影パターンとして、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に線上に並んだ第１のパターン列と第２のパターン列の光スポットを形成し、
前記測定手段は、前記検出手段で検出した前記第１のパターン列に含まれる複数の光スポットの検出時間間隔と前記第２のパターン列に含まれる複数の光スポットの検出時間間隔とに基づいて、前記角度を算出し、
前記第２のパターン列は、前記第１のパターン列とは路面上の異なる位置に、複数の光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が前記第１のパターン列とは異なる方向に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の周辺監視装置。
【請求項１４】
前記第１のパターン列は、他車両の進行方向に対して略直角に形成され、前記第２のパターン列は、複数の光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が前記第１のパターン列とは逆方向に形成されることを特徴とする、請求項６又は１３に記載の周辺監視装置。
【請求項１５】
前記測定手段による測定情報に基づいて、前記自車両と前記他車両との衝突を判断する衝突判断手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１０から１４のいずれか１項に記載の周辺監視装置。
【請求項１６】
前記衝突判断手段は、前記検出手段で検出された前記光投影パターンの大きさが所定の大きさ以上の場合、衝突しないと判断することを特徴とする、請求項９に記載の周辺監視装置。
【請求項１７】
前記測定手段による測定情報に基づいて、前記自車両と前記他車両との衝突を判断する衝突判断手段をさらに備え、
前記衝突判断手段は、前記検出手段で検出した前記複数の光スポットの検出時間間隔と前記所定の時間間隔とのずれが所定の範囲にない場合、衝突しないと判断することを特徴とする、請求項５又は１１に記載の周辺監視装置。
【請求項１８】
前記他車両は、前記投影位置に形成される前記光投影パターンを１組として、該他車両からの距離が互いに異なる位置に複数組の光投影パターンを形成することを特徴とする、請求項１又は１０に記載の周辺監視装置。
【請求項１９】
他車両が光を照射することにより他車両の位置を測定する周辺監視装置であって、
自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、該検出領域に、前記他車両が前記光の一部を遮蔽することにより路面上に形成した前記光が照射されない複数の光ブランク投影パターンを検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記光ブランク投影パターンの大きさに基づいて、前記投影位置と該他車両との位置関係を測定する測定手段とを備え、
前記他車両は、前記投影位置と前記他車両の位置との位置関係を前記光ブランク投影パターンの大きさに対応させて、前記光ブランク投影パターンを形成することを特徴とする、周辺監視装置。
【請求項２０】
前記光ブランク投影パターンは、光の一部を遮蔽することにより路面上に形成された複数の光ブランクスポットであることを特徴とする、請求項１９に記載の周辺監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の周辺監視装置に関し、より特定的には、他車両によって路面上に形成された光投影パターンを検出することによって他車両の位置を測定する周辺監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、他車両が光ビームを照射することによって路面上に形成された光投影パターンを検出することにより、自車両と他車両との衝突可能性を判定する周辺監視装置が存在する。例えば、特許文献１に記載の装置では、自車両及び他車両が光ビームを照射して所定の光投影パターンを路面上に形成し、自車両及び他車両によって形成された光投影パターンをカメラで検知することによって、自車両と他車両との衝突可能性を判定している。具体的には、車両（自車両及び他車両）は、車両の車速、運動状態量、舵角、及び操舵力に基づいて車両が走行すると推定される走行軌道を算出する。次に、その走行軌道を車両が走行した場合に車体が通過する領域を算出し、その領域と車体が通過しない領域との境界線上に光ビームを照射する。これにより、車両は、２本の線状の光投影パターンを路面上に形成する。そして、自車両により路面上に形成された光ビームと他車両により路面上に形成された光投影パターンとが干渉する（線状光ビームが交差する）場合、自車両と他車両とが衝突する可能性があると判定し、運転者に注意を喚起する等の処理を行う。
【特許文献１】特開２００３−２３１４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記装置では、自車両と他車両との光投影パターンが交差するか否かを判定するために、カメラで撮影した画像を解析する処理等の複雑な処理を行う必要がある。このような複雑な処理を行う場合、処理に時間がかかり衝突判断が遅れる場合や複雑な処理を行うための処理能力の高いハードウェアが必要となりコストが高くなる場合がある。また、自車両と他車両との衝突可能性を精度よく判断するためには、自車両と他車両との位置関係を精度よく測定することが好ましい。
【０００４】
それ故、本発明の目的は、簡単な方法で、精度よく他車両の位置を測定することが可能な周辺監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、他車両が光を照射することにより路面上に形成された光投影パターンを検出することによって他車両の位置を測定する周辺監視装置である。周辺監視装置は、検出手段と、測定手段とを備える。検出手段は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、該検出領域に、他車両が光投影パターンが形成される投影位置と該他車両の位置との位置関係を光投影パターンの大きさに対応させて形成した光投影パターンを検出する、測定手段は、検出手段で検出された光投影パターンの大きさに基づいて、投影位置と他車両との位置関係を測定する。
【０００６】
この発明によれば、他車両が路面上に形成した光投影パターンを自車両が検出することにより、他車両と該他車両が形成した光投影パターンの投影位置との位置関係を求めることができる。すなわち、他車両は、上記位置関係を光投影パターンの大きさに対応させて、上記光投影パターンを路面上に形成する。自車両は、他車両が形成した光投影パターンの大きさを求める。これにより、自車両は、上記投影位置と他車両との位置関係を求めることができる。
【０００７】
本発明において、他車両は、投影位置と他車両との位置関係として該他車両から投影位置までの距離を光投影パターンの大きさに対応させ、他車両から投影位置までの距離と光投影パターンの大きさとの比が一定になるように光ビームを照射してもよい。この場合において、測定手段は、光投影パターンの大きさを測定し、該測定結果に基づいて、他車両から投影位置までの距離を算出する。
【０００８】
この構成によれば、他車両から光投影パターンの投影位置までの距離を正確に求めることができる。すなわち、他車両は、他車両から投影位置までの距離と光投影パターンの大きさとの比が一定になるように、光ビームを照射する。これにより、他車両がピッチ運動により上下方向に傾き、光投影パターンの投影位置が変化した場合においても、他車両から投影位置までの距離の変化に応じて光投影パターンの大きさも変化するため、自車両は、光投影パターンの大きさを求めることにより、他車両から投影位置までの距離を正確に求めることができる。
【０００９】
本発明において、他車両は、投影位置と他車両との位置関係として該他車両が投影位置に到達するまでの到達時間を光投影パターンの大きさに対応させ、該到達時間と光投影パターンの大きさとの比が一定になるように光ビームを照射してもよい。この場合において、測定手段は、光投影パターンの大きさを測定し、該測定結果に基づいて、到達時間を算出してもよい。
【００１０】
この構成によれば、他車両が光投影パターンの投影位置に到達するまでの時間を正確に求めることができる。すなわち、他車両は、他車両が投影位置に到達するまでの時間と光投影パターンの大きさとの比が一定になるように、光ビームを照射する。これにより、他車両がピッチ運動により上下方向に傾き、光投影パターンの投影位置が変化した場合においても、他車両が投影位置に到達するまでの時間の変化に応じて光投影パターンの大きさも変化するため、自車両は、光投影パターンの大きさを求めることにより、他車両が投影位置に到達するまでの時間を正確に求めることができる。
【００１１】
本発明において、光投影パターンは、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に形成された複数の光スポットであってもよい。
【００１２】
この構成によれば、他車両が路面に光スポットを形成することにより、自車両は他車両とその光スポットの投影位置との位置関係を求めることができる。
【００１３】
本発明において、測定手段は、検出手段で検出した複数の光スポットの検出時間間隔に基づいて光投影パターンの大きさを算出してもよい。
【００１４】
この構成によれば、自車両は、検出手段により検出された複数の光スポット間の時間間隔に基づいて光投影パターンの大きさを算出することができる。これにより、自車両は、上記投影位置と他車両との位置関係を求めることができる。
【００１５】
本発明において、他車両は、光スポットとして、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に線上に並んだ第１のパターン列と第２のパターン列の光スポットを形成してもよい。この場合において、測定手段は、検出手段で検出した第１のパターン列に含まれる複数の光スポットの検出時間間隔と第２のパターンに含まれる複数の光スポットの検出時間間隔との差に基づいて、前記光投影パターンの大きさを算出する。また、第２のパターン列は、第１のパターン列とは路面上の異なる位置に、複数の光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が第１のパターン列とは異なる方向に形成される。
【００１６】
この構成によれば、自車両が、第１のパターン列の検出時間間隔と第２のパターン列の検出時間間隔との差を求めることにより、光投影パターンの大きさを求めることができる。
【００１７】
本発明において、第１のパターン列は、所定の楕円の一部の周上に形成され、第２のパターン列は、該楕円の周上の第１のパターン列とは異なる位置に形成されてもよい。
【００１８】
この構成によれば、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度に関わらず、自車両は光投影パターンの大きさを求めることができる。これにより、自車両は、他車両と投影位置との位置関係を求めることができる。
【００１９】
本発明において、測定手段は、検出手段で検出した第１のパターン列及び第２のパターン列に含まれる光スポットの検出時間間隔に基づいて、自車両と他車両との角度を測定してもよい。
【００２０】
この構成によれば、第１のパターン列の光スポットの時間間隔を測定し、第２のパターン列の光スポットの時間間隔を測定することによって、自車両と他車両との角度を求めることができる。
【００２１】
本発明において、測定手段による測定情報に基づいて、自車両と他車両との衝突を判断する衝突判断手段をさらに備えてもよい。
【００２２】
この構成によれば、測定手段により測定された他車両の位置に基づいて、自車両と他車両との衝突を予測することができる。
【００２３】
本発明の第２の発明は、他車両が光を照射することにより路面上に形成された光投影パターンを検出することによって他車両の位置を測定する周辺監視装置である。周辺監視装置は、検出手段と、測定手段とを備える。検出手段は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、該検出領域に、他車両が路面上の所定の領域に形成した光投影パターンを検出する。測定手段は、検出手段で検出された、自車両から見た光投影パターンに基づいて、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を測定する。
【００２４】
この発明によれば、他車両が路面上に形成した光投影パターンを自車両が検出することにより、自車両と他車両との角度を測定することができる。
【００２５】
本発明において、他車両は、光投影パターンとして、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に複数の光スポットを所定の配置で形成してもよい。この場合において、測定手段は、検出手段で検出した複数の光スポットの自車両から見た配置に基づいて、角度を測定してもよい。
【００２６】
この構成によれば、自車両は、他車両が形成した光スポットのパターンを検出することにより、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を求めることができる。
【００２７】
本発明において、測定手段は、検出手段で検出した複数の光スポットの検出時間間隔に基づいて上記角度を算出してもよい。
【００２８】
この構成によれば、自車両は、検出手段により検出された複数の光スポット間の時間間隔に基づいて自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を算出することができる。
【００２９】
本発明において、他車両は、光投影パターンとして、所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することにより路面上に線上に並んだ第１のパターン列と第２のパターン列の光スポットを形成してもよい。この場合において、測定手段は、検出手段で検出した第１のパターン列に含まれる複数の光スポットの検出時間間隔と第２のパターン列に含まれる複数の光スポットの検出時間間隔とに基づいて、上記角度を算出する。また、第２のパターン列は、第１のパターン列とは路面上の異なる位置に、複数の光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が第１のパターン列とは異なる方向に形成される。
【００３０】
この構成によれば、自車両が、第１のパターン列の検出時間間隔と第２のパターン列の検出時間間隔とを測定することにより、自車両の進行方向に対する他車両の進行方向の角度を求めることができる。
【００３１】
本発明において、第１のパターン列は、他車両の進行方向に対して略直角に形成され、第２のパターン列は、複数の光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が第１のパターン列とは逆方向に形成されてもよい。
【００３２】
この構成によれば、他車両の進行方向に対して略直角に形成された光スポットを自車両が検出し、各光スポットの検出時間間隔に基づいて、他車両と投影位置との位置関係及び他車両と自車両との角度を求めることができる。
【００３３】
本発明において、測定手段による測定情報に基づいて、自車両と他車両との衝突を判断する衝突判断手段をさらに備えてもよい。
【００３４】
この構成によれば、測定手段により測定された他車両の位置に基づいて、自車両と他車両との衝突を予測することができる。
【００３５】
本発明において、衝突判断手段は、検出手段で検出された光投影パターンの大きさが所定の大きさ以上の場合、衝突しないと判断してもよい。
【００３６】
この構成によれば、自車両は、検出手段で検出された光投影パターンの大きさが所定の大きさ以上の場合、他車両と投影位置との距離が所定以上離れていると判断することができる。従って、自車両は衝突しないと判断することができる。
【００３７】
本発明において、測定手段による測定情報に基づいて、自車両と他車両との衝突を判断する衝突判断手段をさらに備えてもよい。衝突判断手段は、検出手段で検出した複数の光スポットの検出時間間隔と上記所定の時間間隔とのずれが所定の範囲にない場合、衝突しないと判断してもよい。
【００３８】
この構成によれば、他車両と投影位置との距離が所定以上離れている場合、上記検出時間間隔のずれは、大きくなる。この場合、自車両と他車両とは衝突する可能性が低い。また、自車両と他車両とが対向して走行中の場合や並走している場合、上記検出時間間隔のずれは、小さくなる。この場合、自車両と他車両とはすれ違う可能性が高い。従って、上記検出時間間隔のずれが所定の範囲にない場合、自車両は、自車両と他車両とは衝突しないと判断することができる。
【００３９】
本発明において、他車両は、投影位置に形成される光投影パターンを１組として、該他車両からの距離が互いに異なる位置に複数組の光投影パターンを形成してもよい。
【００４０】
この構成によれば、他車両が形成した複数組の光投影パターンのうち、１組を自車両が検出することにより、自車両は他車両とその組の光投影パターンの投影位置との位置関係を求めることができる。
【００４１】
第３の発明は、他車両が光を照射することにより他車両の位置を測定する周辺監視装置である。周辺監視装置は、検出手段と、測定手段とを備える。検出手段は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、該検出領域に、他車両が光の一部を遮蔽することにより路面上に形成した光が照射されない複数の光ブランク投影パターンを検出する。測定手段は、検出手段で検出された光ブランク投影パターンの大きさに基づいて、投影位置と該他車両との位置関係を測定する。他車両は、投影位置と他車両の位置との位置関係を光ブランク投影パターンの大きさに対応させて、光ブランク投影パターンを形成する。
【００４２】
この構成によれば、路面上に形成される光ブランク投影パターンにより、自車両は、他車両と光ブランク投影パターンの投影位置との位置関係を求めることができる。
【００４３】
本発明において、光ブランク投影パターンは、光の一部を遮蔽することにより路面上に形成された複数の光ブランクスポットであってもよい。
【００４４】
この構成によれば、他車両が光ブランク投影パターンとして、光ブランクスポットを路面上に形成することにより、自車両は、他車両と光ブランク投影パターンの投影位置との位置関係を求めることができる。
【発明の効果】
【００４５】
他車両が該他車両と光投影パターンの投影位置との位置関係を光投影パターンの大きさに対応させて路面上に形成した光投影パターンを、自車両が検出することにより、自車両は他車両と上記投影位置との位置関係を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（第１の実施形態）
以下、図１から図１３を参照して、第１の実施形態に係る周辺監視装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係る周辺監視装置の構成を示すブロック図である。周辺監視装置１は、他車両が光を照射することにより路面上に形成された光投影パターンを検出することによって当該他車両の位置を測定する。図１に示されるように、周辺監視装置１は、検出手段２と、測定手段３と、照射手段４と、衝突判断手段５とを備える。以下、各部について説明する。
【００４７】
（周辺監視装置１の各部の説明）
検出手段２は、自車両進行方向の路面上の所定領域を検出領域として、照射手段４を有する他車両が光を照射することによって当該検出領域に形成した光投影パターンを検出する。本実施形態では、他車両は複数の光パルスを照射することにより、路面上に複数の光スポットを形成する。検出手段２は、レンズ１１と、フィルタ１２と、受光素子１３とを有する。レンズ１１は、車両前方の検出領域から入射される光を集光する。フィルタ１２は、集光された光のうち、所定の波長の光を透過する。ここで所定の波長の光とは、他車両が照射手段４から照射した光であり、例えば、赤外光である。受光素子１３は、フィルタ１２が透過した光を受光する。受光素子１３は、空間分解能を持たず、受光した光を電気信号に変換する。変換された電気信号は測定手段３へ出力される。以上のようにして、検出領域に形成された光スポットは、レンズ１１、フィルタ１２、受光素子１３を介して検出される。なお、受光素子１３は、空間分解能を持つものでもよい。また、検出手段２は、自車両の車速や周辺環境（上り坂や下り坂等）に応じて自車両から検出領域までの距離が変化するように調整されてもよい。
【００４８】
測定手段３は、検出手段２で検出された複数の光スポットによって形成される光投影パターンの大きさに基づいて、光スポットが形成された投影位置と他車両との位置関係を測定する。ここで光投影パターンとは、照射手段４を有する他車両が路面上に形成した複数の光スポットを結んでできる路面上の領域の形状である。以下、光投影パターンにより囲まれる路面上の領域を投影領域と呼ぶことがある。例えば、路面上に４つの光スポットが形成され、これらを結ぶと４角形が形成される場合、この４角形で囲まれた領域が投影領域である。測定手段３は、この光投影パターンの大きさ（複数の光スポットのうち、所定の２つの光スポット間距離）から、光スポットの投影位置（光投影パターンの中心位置）と他車両との位置関係を測定する。具体的には、測定手段３は、上記投影位置から他車両までの距離を測定する。なお、後述するように、照射手段４が光パルスではなく、所定時間継続して光ビームを上記位置関係に対応させて照射する場合、路面上には、線状に形成された光投影パターンが形成される。この場合、線状の光投影パターンの大きさから当該光投影パターンの投影位置と他車両との位置関係を測定してもよい。ここで、線状の光投影パターンの大きさとは、光投影パターンによって囲まれる領域の所定の２点を結んだ線分の長さ（例えば、光投影パターンが四角形であれば対角線の長さ）である。また、複数の光スポットが路面上に直線上に形成される場合、これら光スポットを結んだ線分の長さから上記位置関係を測定してもよい。
【００４９】
照射手段４は、車両の進行方向の所定位置に所定の時間間隔で複数の光パルスを照射することによって、路面上に複数の光スポットを形成する。照射手段４は、図１に示されるように、ビーム発生器１６と、ビーム整形レンズ１７と、偏光整形器１８と、スキャンアクチュエータ１９とを有する。ビーム発生器１６は、例えば、半導体レーザ装置で構成され、所定の波長の光を発生させる。本実施形態では、ビーム発生器１６は、赤外域の波長の光を発生させる。ビーム発生器１６は、光パルスを発生させる。ビーム整形レンズ１７は、ビーム発生器１６で発生した光ビームを整形する。偏光整形器１８は、ビーム整形レンズ１７から出力された光ビームの入射面に垂直な成分の一部を反射させることにより光ビームを偏光させる。スキャンアクチュエータ１９は、偏光整形器１８で偏光された光ビームを所望の方向に出射させる。本実施形態では、スキャンアクチュエータ１９とビーム発生器１６とを制御することにより、２つのパターンの光スポットを形成する。なお、ビーム発生器１６が発生させる光は赤外域の波長の光に限られず、どのような波長の光であってもよい。また、照射手段４は、上記構成に限られず、所定のパターンの光スポットを形成するものであれば、どのような構成でもよい。照射手段４が形成する光スポットのパターンとその形成方法については、後述する。
【００５０】
衝突判断手段５は、測定手段３からの測定情報に基づいて、自車両と他車両との衝突を判断する。衝突判断手段５は、測定手段３からの測定情報として、他車両から該他車両が形成した光スポットの投影位置までの距離を取得する。そして、衝突判断手段５は、自車両の速度や検出領域までの距離等の自車両情報と測定手段３が測定した測定情報とに基づいて、他車両と自車両とが衝突するか否かを判断する。自車両から検出領域までの距離と他車両から投影位置までの距離とを比較することにより、衝突可能性を判断する。そして、衝突判断手段５は、衝突可能性が高いと判断した場合、運転者に対して警告等を行う。
【００５１】
以上が各部の説明である。次に、図２から図７を参照して、照射手段４が路面上に形成する光スポットについて、詳細に説明する。
【００５２】
（照射手段が形成する光スポット）
図２は、照射手段４が、自車両から光スポットの投影位置までの距離を光投影パターンの大きさに対応させて、光パルスを照射する様子を示した図である。照射手段４は、路面上に複数の光スポットを形成する。図２に示されるように、照射手段４は、複数の光パルスを照射することにより、路面上に複数の光スポット（ａ１〜ｂ２）を形成する。照射手段４は、光スポットの投影位置と自車両２１との位置関係を光投影パターンの大きさに対応させて、光パルスを照射する。具体的には、照射手段４は、光スポットの投影位置から自車両２１までの距離Ｓ（ｍ）を光投影パターンにおける２点間の距離（例えば、４つの光スポットを結んで形成される４角形の対角線の長さｄ（ｍ））に対応させて、光スポットを路面上に形成する。例えば、図２（ａ）では、自車両２１から光スポットの投影位置までの距離がＳ１（ｍ）であり、光投影パターンの大きさ、すなわち、光スポットａ２とｂ２との距離はｄ１（ｍ）である。一方、図２（ｂ）では、自車両２１から光スポットの投影位置までの距離がＳ２（ｍ）であり、光スポットａ２’とｂ２’との距離はｄ２（ｍ）である。ここで、Ｓ１／ｄ１とＳ２／ｄ２は等しい。すなわち、照射手段４は、自車両２１から投影位置までの距離Ｓと光投影パターンの対角線の長さｄとの比が一定になるように、所定の時間間隔で複数の光パルス（図２では４つ）を進行方向の所定位置に照射し、光スポットを形成する。そして、照射手段４は、複数の光スポット（上記では４つ）を１組として、自車両２１から所定距離の位置に１組の光スポットを形成し、それとは異なる位置に、別の組の光スポットを形成する。自車両２１から各投影位置までの距離と各光投影パターンの大きさとの比は一定である。なお、光投影パターンの大きさと投影位置までの距離との比は必ずしも一定である必要はなく、光投影パターンの大きさと投影位置とが所定の関係で予め対応付けられて、光パルスが照射されてもよい。
【００５３】
次に、自車両２１が上下方向に傾いた場合に路面上に形成される光スポットについて説明する。図３は、自車両が凹凸のある路面上を走行することによって進行方向に対して上下方向にピッチ運動する場合、路面上に形成される光スポットの投影位置を示した図である。図３（ａ）は、自車両２１がピッチ運動しない場合、光パルスが照射される方向を横から見た図である。また、路面を上から見た場合に形成される複数の光スポットが示されている。図３（ａ）に示されるように、自車両２１がピッチ運動しない場合、光スポットは、自車両２１から光スポットの投影位置までの距離はＳ（ｍ）であり、その場合の光投影パターンの大きさはｄ（ｍ）である。自車両２１がピッチ運動した場合、光パルスの出射角度が変動する。従って、本来自車両２１から距離Ｓの位置に照射される光パルスは、異なる位置に照射され、光スポットが形成される。図３（ｂ）は、自車両２１がピッチ運動することにより車両前部が上向きに傾いた場合、光パルスが照射される方向を横から見た図である。また、路面を上から見た場合に形成される複数の光スポットが示されている。図３（ｂ）に示されるように、自車両２１から出射された光パルスは、自車両２１からＳ’（ｍ）離れた位置に照射される。この場合、路面上に形成される光投影パターンの大きさはｄ’（ｍ）であり、図３（ａ）の場合と比較して、大きくなる。
【００５４】
ここで、自車両２１から出射される各光パルスの自車両２１に対する出射角度（自車両２１の垂直方向及び水平方向に対する出射角度）は、自車両２１の傾きに関わらず、一定である。従って、光投影パターンの大きさｄ’は、自車両２１から投影位置までの距離Ｓ’に比例して大きくなる。すなわち、自車両２１から投影位置までの距離と光投影パターンの大きさとの比が予め一定になるように光スポットが形成される場合、自車両２１がピッチ運動することによって投影位置が変化し、光投影パターンの大きさが変化したときでも、光投影パターンの大きさから自車両２１から投影位置までの距離を求めることができる。例えば、自車両２１から投影位置までの距離が１０（ｍ）の位置に光投影パターンの大きさが１（ｍ）、自車両２１から投影位置までの距離が２０（ｍ）の位置に光投影パターンの大きさが２（ｍ）となるように、照射手段４は、２組の光スポットを形成する。この場合において、ピッチ運動により自車両２１の車両前部が上向きに傾き、本来１０（ｍ）先に照射されるはずの光パルスが、２０（ｍ）先に照射された場合、路面上に形成される光投影パターンの大きさは、本来１（ｍ）のはずが２（ｍ）に拡大される。従って、自車両２１がピッチ運動により傾いた場合でも、その傾きによって光スポットの投影位置と光投影パターンの大きさとが同じ割合で変動する。
【００５５】
以上のように、照射手段４は、自車両から投影位置までの距離と光投影パターンの大きさとの比が予め一定になるように複数の光スポット（上記説明では４つ）を１組として、複数組の光スポットを形成する。このような照射手段４を自車両及び他車両が搭載することにより、自車両は、他車両が路面上に形成する光スポットを検出することによって、他車両の位置を正確に求めることができる。
【００５６】
なお、他の実施形態では、照射手段４は、自車両から投影位置までの距離に替えて、自車両が投影位置に到達するまでの到達時間を光投影パターンの大きさに対応させて光スポットを形成してもよい。自車両は、他車両が形成した光スポットを検出領域で検出する。自車両から検出領域までの距離は予め定められている。また、自車両は、自車両の速度を車速センサ等から知ることができる。従って、自車両は、車速と検出領域までの距離とに基づいて検出領域までの到達時間を求めることができる。そして、照射手段４は、到達時間と光投影パターンの大きさとの比が一定になるように、複数組の光スポットを路面上の異なる位置に形成する。例えば、照射手段４は、一定速度で走行中の自車両が１０（ｓｅｃ）後に到達する位置に光投影パターンの大きさが１（ｍ）である光スポットを形成し、自車両が２０（ｓｅｃ）後に到達する位置に光投影パターンの大きさが２（ｍ）である光スポットを形成する。この場合において、他車両が自車両の光スポットを検出し、光投影パターンの大きさが１（ｍ）と算出された場合、他車両は、自車両が投影位置に到達するまでの時間は１０（ｓｅｃ）であると算出することができる。また、自車両がピッチ運動によって上下方向に傾いた場合においても、光投影パターンの大きさから到達時間を正確に求めることができる。すなわち、車両前部がピッチ運動によって上方に傾いた場合、光スポットは、本来の投影位置よりも車両の遠方に形成される。例えば、本来１０（ｍ）先に形成される光スポットが２０（ｍ）先に形成された場合、光投影パターンの大きさは距離に比例して大きくなるため、路面上に形成される光投影パターンは、ピッチ運動しない場合の光投影パターン（１０（ｍ）先に形成されるはずの光投影パターン）の大きさの２倍に拡大される。また、２０（ｍ）先に到達するまでの到達時間は、速度が一定であれば、１０（ｍ）先に到達するまでの時間の２倍になる。従って、自車両がピッチ運動によって上下方向に傾いた場合においても、他車両は、光投影パターンの大きさを測定することによって、自車両が光スポットの投影位置に到達するまでの時間を正確に算出することができる。このようにして求められた到達時間に基づいて、衝突判断を行うことができる。自車両が検出領域に到達するまでの時間を自車両の速度と検出領域までの距離から算出し、測定手段３により取得された他車両が投影位置に到達するまでの到達時間と算出した自車両の到達時間とを比較することにより、衝突可能性を判断する。すなわち、自車両と他車両が検出領域に到達する時間が一致する場合は、自車両と他車両とは衝突する可能性が高い。そして、衝突判断手段５は、衝突可能性が高いと判断した場合、運転者に対して警告等を行う。
【００５７】
次に、照射手段４が照射する複数の光パルスにより、路面上に形成される光スポットのパターンについて、説明する。図４は、自車両が進行方向の所定位置に複数組の光スポットを形成する様子を示した図である。図４に示されるように、自車両２１は、進路上の所定位置に複数の光スポット（ａ１〜ａｎ及びｂ１〜ｂｎ）を形成する。照射手段４は、所定時間間隔で複数の光パルスを照射する。従って、複数の光スポットは、順番に路面上に形成される。本実施形態では、後述する方法により、光スポットａ１からａｎの順に自車両から見て左側から右側に形成されるパターンの光スポット（以下、右スキャンの光スポットと呼ぶ）と、光スポットｂ１からｂｎの順に自車両から見て右側から左側に形成されるパターンの光スポット（以下、左スキャンの光スポットと呼ぶ）とが形成される。図４に示されるように、右スキャンと左スキャンの光スポットがそれぞれ異なる直線上に並び、右スキャンの光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が左スキャンの光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向と反対となるように、光スポットが形成される。各直線は互いに平行であり、車両の進行方向に対して直角である。自車両及び照射手段４を有する他車両は、上記パターンの光スポットを路面上に形成しながら走行する。そして、自車両は、他車両が路面上に形成した上記パターンの光スポットを、検出手段２を用いて検出する。
【００５８】
図５は、自車両が、他車両が形成した光スポットを検出領域Ｒで検出することにより、他車両から光スポットの投影位置までの距離を求める様子を示した図である。自車両２１は、他車両２２が形成する光スポットの光投影パターンの大きさを測定することにより、上記距離を測定することができる。また、他車両２２が凹凸のある路面上を走行することによって進行方向に対して上下方向にピッチ運動する場合においても、自車両２１は、光投影パターンの大きさを測定することにより、他車両２２から光スポットの投影位置までの距離を正確に測定することができる。
【００５９】
次に、照射手段４が形成する上記右スキャンと左スキャンの光スポットの形成方法について、説明する。照射手段４は、スキャンアクチュエータ１９とビーム発生器１６とを制御することにより、上記パターンの光スポットを路面上に形成する。スキャンアクチュエータ１９は、例えば、ガルバノミラーにより構成される。ガルバノミラーを制御することにより、光パルスの出射方向を制御し、路面上の所定位置に上記パターンの光スポットを形成することができる。また、スキャンアクチュエータ１９として、ポリゴンミラーを用いてもよい。以下、ポリゴンミラーを用いて右スキャンと左スキャンの光スポットを形成する方法について、述べる。
【００６０】
図６Ａから図７を参照して、照射手段４が形成する右スキャンと左スキャンのパターンの光スポットについて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、スキャンアクチュエータ１９の詳細な構成を示す図である。図６Ａはスキャンアクチュエータ１９を側方から見た図であり、図６Ｂはスキャンアクチュエータ１９を下面に平行な面で切ったＡ−Ａ線端面図である。なお、図６Ａ及び図６Ｂ（及び図７）では、図の左側が車両の前方に対応する。図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、スキャンアクチュエータ１９は、ポリゴンミラー６１と反射鏡６２で構成される。ポリゴンミラー６１は、上面と下面及び６つの側面６１ａから側面６１ｆにより構成された錐台状の形状である。側面６１ａから側面６１ｆは、平面と多数の平面によって形成される多角面（概曲面と呼ぶ）とが交互に配置される。すなわち、図６Ｂに示されるように、側面６１ａ、６１ｃ及び６１ｅは平面により構成され、側面６１ｂ、６１ｄ及び６１ｆは概曲面により構成される。ここで、平面により構成される側面６１ａ、６１ｃ及び６１ｅをＡ領域と呼び、概曲面により構成される側面６１ｂ、６１ｄ及び６１ｆをＢ領域と呼ぶことにする。また、ポリゴンミラー６１は、回転軸６１ｇを中心に時計回りに回転する。Ｂ領域の概曲面の曲率は、回転軸６１ｇを中心とした側面により形成される６角形（図６Ｂの側面６１ａ、６１ｃ及び６１ｅを３辺とし、破線を３辺とする６角形）の外接円の曲率よりも大きく設定される。なお、ポリゴンミラー６１は、上記構成に限らず、側面にＡ領域とＢ領域を有していればどのような形状でもよく、例えば、上面及び下面が８角形で、側面が８面あってもよい。また、Ａ領域とＢ領域は必ずしも交互に配置されていなくてもよい。
【００６１】
ビーム発生器１６から発生した光パルスは、反射鏡６２で反射され、ポリゴンミラー６１の１つの側面、例えば、側面６１ａに入射する。側面６１ａに入射した光パルスは、側面６１ａで反射され、車両の前方に出射される。ここで、各側面６１ａから６１ｆの車両垂直方向に対する角度γは、各側面６１ａから６１ｆで異なるように設定される。従って、各側面で反射した光パルスは、車両前方の異なる位置に照射される。例えば、側面６１ａの角度よりも側面６１ｃの角度の方が大きく設定された場合、側面６１ｃで反射した光パルスの方が、側面６１ａで反射した光パルスよりも、より遠方に照射される。このように、各側面６１の垂直方向に対する角度γが調整されることにより、車両前方の所定距離の位置に光スポットが形成される。次に、ポリゴンミラー６１を回転させた場合、照射手段４が形成する光スポットのパターンについて説明する。
【００６２】
図７は、ポリゴンミラー６１を回転させた場合に形成される光スポットのパターンを説明する図である。図７の（Ａａ）から（Ａｃ）は、ポリゴンミラー６１の回転角に応じてビーム発生器１６から光パルスを複数発生させた場合（図では３つのパルス）に、入射光（破線）がポリゴンミラー６１のＡ領域の１面で反射したときの反射光（実線矢印）が出射する方向を示したものである。図７の（Ａａ）から（Ａｃ）に示されるように、Ａ領域で反射した光パルスの反射方向は、ポリゴンミラー６１の回転方向と同じ方向に変化する。これらＡ領域の１つの面で反射した複数の光パルスにより、路面上に光スポットが形成される。これら光スポットは車両から見て左方向から右方向に略直線上に形成される。これが右スキャンの光スポットである。
【００６３】
一方、Ｂ領域で反射された光パルスは、図７の（Ｂａ）から（Ｂｃ）で示されるような方向に出射される。図７の（Ｂａ）から（Ｂｃ）は、ポリゴンミラー６１の回転角に応じてビーム発生器１６から光パルスを複数発生させた場合（ここでは３つのパルス）、入射光（破線）がポリゴンミラー６１のＢ領域の１面で反射したときの反射光（実線矢印）が出射する方向を示したものである。図７の（Ｂａ）で示されるように、Ｂ領域はその曲率が６角形の外接円の曲率よりも大きい概曲面であるため、入射光は（Ａａ）とは反対の方向に反射される。（Ｂｃ）においても同様に、入射光は、（Ａｃ）とは反対の方向に反射される。すなわち、Ｂ領域で反射した光パルスの反射方向は、ポリゴンミラー６１の回転方向と反対の方向に変化する。これらＢ領域の１つの面で反射した複数の光パルスにより、路面上に光スポットが形成される。これら光スポットは車両から見て右方向から左方向に略直線上に形成される。これが左スキャンの光スポットである。
【００６４】
以上のように、スキャンアクチュエータ１９が構成されることにより、図４で示された右スキャンと左スキャンのパターンの光スポットが形成される。そして、この２つのパターンの光スポットを１組として、複数組の光スポットが、その投影位置と光投影パターンの大きさとが対応付けられて、形成される。
【００６５】
（光投影パターンの大きさの算出方法）
次に、測定手段３が、検出手段２により検出された光スポットから光投影パターンの大きさを算出する方法について、図８から図１２を参照して、説明する。この方法では、光の光路差によって生じる各光スポットの検出時間間隔を求めることによって、光投影パターンの大きさを算出する。
【００６６】
図８は、他車両２２が照射した右スキャンの複数の光パルスが、自車両２１の検出領域で反射し、自車両２１により検出される様子を示した図である。図８に示されるように、他車両２２は、右スキャンの光パルスとして、３つの光パルスを所定の時間間隔で照射する。ここで、照射される３つの光パルスの時間間隔をβ（ｓｅｃ）とする。他車両２２から出射された１つ目の光パルスは、光スポットａ１を路面上に形成し、路面で反射する。そして、反射された光パルスは、自車両２１で検出される。この１つ目の光パルスは、他車両２２から光スポットａ１の位置までの距離Ｓａ１（ｍ）と光スポットａ１から自車両２１までの距離Ｌａ１（ｍ）を進む。従って、１つ目の光パルスは、他車両２２から出射された時刻からこれらの距離Ｓａ１＋Ｌａ１を光が進む時間だけ遅れて、自車両２１で検出される。１つ目の光パルスが出射されてからβ（ｓｅｃ）後に２つ目の光パルスが出射される。２つ目の光パルスは、他車両２２から出射し、距離Ｓａ２（ｍ）を進んだ後、光スポットａ２を形成する。そして、２つ目の光パルスは、距離Ｌａ２（ｍ）を進んだ後、自車両２１で検出される。従って、２つ目の光パルスは、他車両２２から出射された時刻から距離Ｓａ２＋Ｌａ２を光が進む時間だけ遅れて、自車両２１で検出される。さらに、３つ目の光パルスも、２つ目の光パルスからβ（ｓｅｃ）後に出射される。３つ目の光パルスも同様に、光スポットａ３を形成して自車両２１で検出されるまでに距離Ｓａ３（ｍ）と距離Ｌａ３（ｍ）を進むため、他車両２２から出射された時刻から距離Ｓａ３＋Ｌａ３を光が進む時間だけ遅れて、自車両２１で検出される。このように、他車両２２から出射された３つの光パルスは、出射された時刻から少しだけ遅れて自車両２１で検出される。従って、自車両２１で検出される３つの光スポットの時間間隔は、時間間隔βとは異なる。
【００６７】
図９は、右スキャンの３つの光パルスが出射されてから自車両２１で検出されるまでの時間の遅れを模式的に示した図である。図９において、縦軸は光の強さを示し、横軸は時刻を示す。図９（ａ）は、他車両２２から３つの光パルスが出射された時刻を示す。図９（ｂ）は、他車両２２から出射された３つの光パルスが路面で反射した時刻を示す。図９（ｃ）は、他車両２２から出射された３つの光パルスが自車両２１で検出された時刻を示す。まず、他車両２２は、光スポットａ１を形成する光パルスを出射する（図９（ａ））。光スポットａ１は、光が距離Ｓａ１を進む時間だけ遅れて路面上に形成される（図９（ｂ））。そして、光が距離Ｌａ１を進む時間だけさらに遅れて、自車両２１は光パルスを検出する（図９（ｃ））。従って、光スポットａ１を形成する光パルスが出射された時刻を０とすると、自車両２１は、時刻（Ｓａ１＋Ｌａ１）／ｃで光スポットａ１を検出する。ここで、ｃは光速である。同様にして、光スポットａ２は、時刻β＋（Ｓａ２＋Ｌａ２）／ｃで検出される。また、光スポットａ３も、同様にして、時刻２β＋（Ｓａ３＋Ｌａ３）／ｃで検出される。従って、光スポットａ１と光スポットａ２との検出時間間隔Δｔａ１は、Δｔａ１＝β−（Ｌａ１−Ｌａ２）／ｃ＋（Ｓａ２−Ｓａ１）／ｃとなる。同様に、光スポットａ２と光スポットａ３との検出時間間隔Δｔａ２は、Δｔａ２＝β−（Ｌａ２−Ｌａ３）／ｃ＋（Ｓａ３−Ｓａ２）／ｃとなる。ここで、他車両２２から光スポットの投影位置までの距離が光スポット間の距離（ａ１とａ２との距離）よりも十分に大きい場合、距離Ｓａ１と距離Ｓａ２との差は無視することができる。従って、上記検出時間間隔Δｔａ１は、以下の式（１）で求められる。
Δｔａ１＝β−（Ｌａ１−Ｌａ２）／ｃ                        式（１）
また、同様に、検出時間間隔Δｔａ２は、以下の式（２）で求められる。
Δｔａ２＝β−（Ｌａ２−Ｌａ３）／ｃ                        式（２）
【００６８】
図１０は、他車両２２が照射した左スキャンの複数の光パルスが、自車両２１の検出領域で反射し、自車両２１により検出される様子を示した図である。図１１は、左スキャンの３つの光パルスが出射されてから自車両２１で検出されるまでの時間の遅れを模式的に示した図である。図１１において、図９と同様、縦軸は光の強さを示し、横軸は時刻を示す。図１０においても、上述の右スキャンの光スポットと同様、各光パルスは、それぞれの光パルスが出射された時刻から遅れて自車両２１で検出される。上述した方法と同様に、光スポットｂ１と光スポットｂ２との検出時間間隔Δｔｂ１は、以下の式（３）で求められる。
Δｔｂ１＝β＋（Ｌｂ２−Ｌｂ１）／ｃ                        式（３）
さらに、光スポットｂ２と光スポットｂ３との検出時間間隔Δｔｂ２は、以下の式（４）で求められる。
Δｔｂ２＝β＋（Ｌｂ３−Ｌｂ２）／ｃ                        式（４）
【００６９】
上記式（１）から式（４）で求められる検出時間間隔を図に示すと図１２になる。図１２は、第１の実施形態における光スポットの検出時間間隔と検出時刻との関係を示した図である。図１２において、縦軸は、光スポットの検出時間間隔Δｔを示し、横軸は、時刻を示す。例えば、光スポットａ１と光スポットａ２との検出時間間隔Δｔａ１は、光スポットａ２の検出時刻を横軸の時刻に、Δｔａ１を縦軸の値にして、図１２のようにプロットされる。図１２で示されるように、右スキャンの光スポットの検出時間間隔Δｔａは、光パルスの照射時間間隔βより少しずれた位置に、略直線上にプロットされる。左スキャンの光スポットの検出時間間隔Δｔｂも、光パルスの照射時間間隔βより少しずれた位置に、略直線上にプロットされる。また、右スキャンの光スポットの検出時間間隔Δｔａの方が、左スキャンの光スポットの検出時間間隔Δｔｂよりも検出時間間隔が小さい。この時間間隔差は、右スキャン及び左スキャンの光スポット間の距離が大きければ大きいほど、大きくなる。すなわち、Δｔａ１とΔｔｂ１との差をΔｔａｂ１、Δｔａ２とΔｔｂ２との差をΔｔａｂ２とすると、Δｔａｂ１及びΔｔａｂ２は、式（１）から式（４）より、以下の式（５）及び式（６）で求められる。
Δｔａｂ１＝（Ｌａ１−Ｌｂ１）／ｃ                          式（５）
Δｔａｂ２＝（Ｌｂ３−Ｌａ３）／ｃ                          式（６）
ここで、Ｌａ２とＬｂ２は等しいとした。また、右スキャンの光スポットを結んだ直線と左スキャンの光スポットを結んだ直線との距離は、他車両２２から投影位置までの距離及び自車両２１から当該投影位置までの距離と比較して、十分小さいと考えられる。そうすると、右スキャンの光スポット間の距離ｄ２と左スキャンの光スポット間の距離ｄ２’との差は、無視することができる。この場合、Ｌａ１とＬｂ３はほぼ等しく、Ｌｂ１とＬａ３はほぼ等しい。すなわち、上記Δｔａｂ１及びΔｔａｂ２は、ほぼ等しくなる。従って、時間間隔差Δｔａｂ１は、式（５）から明らかなように、Ｌａ１とＬａ３との差、すなわち、光スポットＬａ１とＬａ３との間の距離２・ｄ２を光が進む時間を示す。従って、図１２のように各光スポットの検出時間間隔をプロットし、右スキャンと左スキャンの時間間隔差を求めることによって、光スポット間の距離（光投影パターンの大きさ）を算出することができる。なお、自車両２１は、ある速度で走行しているため、光が各光スポット間を進む時間に自車両２１が進む距離及び右スキャンから左スキャンの光スポットが形成されるまでの時間に自車両２１が走行する距離を補正して、上記光スポット間の距離を算出する必要がある。
【００７０】
なお、光投影パターンの大きさは予め定められているため、上記時間間隔差は、上限値がある。他車両２２から投影位置までの距離が最も遠い光スポットの組を自車両２１が検出した場合に、上記時間間隔差が最大となる。他車両２２のピッチ運動によって車両の前方が上方向に傾いた場合、他車両２２は、最も遠い光スポットの組よりもさらに遠い位置に光スポットを形成することがある。この光スポットを自車両２１が検出した場合、光投影パターンの大きさは上記上限値よりも大きくなる。従って、検出した光スポットの光投影パターンの大きさが上記上限値よりも大きい場合、他車両２２は投影位置から非常に遠い位置に存在し、自車両２１と他車両２２とは衝突する可能性は低いため、自車両２１は、衝突しないと判断してもよい。
【００７１】
また、式（１）から式（４）で示される右スキャン又は左スキャンの光スポットの検出時間間隔に基づいて、各光スポット間の距離が算出されてもよい。例えば、式（１）で示されるΔｔａ１は、光スポットＬａ１とＬａ２との間の距離ｄ２に応じて変化するため、Δｔａ１を求めることにより光投影パターンの大きさを算出することができる。
【００７２】
上記光スポットの検出時間間隔Δｔは、例えば、次のようにして求められることができる。図１３は、光スポットの検出時間を求める方法を示した図である。この方法では、検出手段２に入射した光パルスが２つに分光され、各フォトダイオードで受光される。２つのフォトダイオードは、所定の周期で交互にマスクされる。例えば、マスクの周期は、１０（ｎｓｅｃ）に設定される。図１３（ａ）は、出射される光パルスを示した図である。縦軸は光の強度を示し、横軸は時間を示す。図１３（ａ）に示されるように、出射される光パルスは、実際にはある程度の時間にわたって広がりを有している。図１３（ｂ）は、各フォトダイオードのマスクのタイミングを示した図であり、ＯＮでマスクし、ＯＦＦで受光される。図１３（ｃ）は、各フォトダイオードで受光される光を示した図である。検出手段２に入射した光パルスは、２つのフォトダイオードで受光される。２つのフォトダイオードは交互にマスクされるため、図１３（ｃ）で示されるように、各フォトダイオードには、光パルスのうちマスクされない時間に応じた光だけ受光される。従って、図１３（ｃ）で示されるフォトダイオード１及びフォトダイオード２の三角形の面積比を求めることによって、受光のタイミングｔを求めることができる。図１３では、２つの三角形の面積が等しいため、光パルスはマスクの１／２周期で受光されたことが分かる。このようにして、各光スポットの受光のタイミングを求めることができ、各光スポットの受光タイミングの差から光スポットの検出時間間隔Δｔを求めることができる。なお、他の方法においては、各光スポットの検出時刻を正確に測定することによって、各光スポットの検出時間間隔を求めてもよい。
【００７３】
以上のようにして、光スポットの時間間隔差から光投影パターンの大きさを求めることができ、光投影パターンの大きさから光スポットの投影位置から他車両２２までの距離を求めることができる。求められた距離（又は到達時間）により、自車両２１と他車両２２とが衝突するか否かを判断することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、自車両２１の進行方向に対する他車両２２の進行方向の角度が図８に示されるように直角である場合を想定したが、自車両２１と他車両２２とがある角度θをもって走行中である場合、自車両２１から各光スポットまでの距離が異なるため、上記時間間隔差が角度θによって変化する。従って、自車両２１と他車両２２との角度θを求め、その角度θによって生じる変化を補正する必要がある。自車両２１と他車両２２との角度θは、例えば、各光スポットの検出時間間隔のずれにより求められる。角度θを求める方法については、後述する。
【００７５】
また、他車両２２が路面上に形成する光投影パターンは、点状の光スポットではなく、光ビームを継続して照射することにより光ビームの軌跡が描かれ、路面上に形成される線状のパターンであってもよい。また、点状の光スポットではなく、上記投影領域全体に対して光を照射することによって、上記投影領域が形成されてもよい。
【００７６】
また、光スポットに替えて、一部の光を遮蔽することによって形成される、光ブランク投影パターンであってもよい。他車両２２が（ヘッドライト等の）一部を遮蔽した光を照射し、路面上に光が照射される領域と照射されない領域（光ブランク領域）を形成する。この形成された光ブランク領域が、光ブランク投影パターンである。さらに光ブランク投影パターンは、点状のブランク領域によって形成される光ブランクスポットであってもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、光スポットの検出時間間隔から光投影パターンの大きさを算出したが、他の方法によって光投影パターンの大きさを算出してもよい。例えば、距離画像の技術を用いて路面に形成された光スポット間の距離を算出してもよい。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図１４から図１６を参照して、説明する。第２の実施形態に係る周辺監視装置は、第１の実施形態に係る周辺監視装置１と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００７９】
第２の実施形態では、照射手段４が形成する光投影パターンが、第１の実施形態とは異なる。図１４は、第２の実施形態における照射手段が形成する光スポットのパターンを示した図である。図１４に示されるように、照射手段４は、各光スポットが所定の半径を持つ円の円周上に形成されるように、光パルスを照射する。そして、照射手段４は、円を形成する光スポットを１組の光スポットとして、路面上の異なる位置に複数組の光スポットを形成する。第１の実施形態と同様、光スポットの投影位置（光スポットによって形成される円の中心）と光投影パターンの大きさ（当該円の半径ｒ）との比が一定になるように、各組の光スポットが形成される。このように、光スポットが円周上に形成されることによって、自車両２１と他車両２２とがある角度θをもって走行中の場合（自車両２１がＰ２の位置）においても、角度θに関係なく光投影パターンの大きさを求めることができる。以下、詳細に説明する。なお、このようなパターンの光スポットは、スキャンアクチュエータ１９として、ガルバノミラーを用いることによって形成することができる。
【００８０】
図１５は、他車両２２が円周上に右スキャンの光スポットと左スキャンの光スポットを形成し、自車両２１が光スポットを検出する様子を示した図である。他車両２２は、右スキャンの光スポット（ａ１〜ａｎ）を他車両２２の左側から右側に向かって円Ｃの円周上に反時計回りに形成し、左スキャンの光スポット（ｂ１〜ｂｎ）を他車両２２の右側から左側に向かって円Ｃの円周上に反時計周りに形成する。なお、説明のため、自車両２１がＰ１の位置にある場合（自車両２１と他車両２２が直角の場合）を想定する。右スキャンの１番目の光スポットａ１は、円Ｃの中心Ｏを通り、かつ、他車両２２の進行方向に対して直角の直線と円Ｃとの交点に形成される。右スキャンのｎ番目の光スポットａｎは、ａ１とは反対側の交点に形成される。また、左スキャンの１番目の光スポットｂ１は、光スポットａｎの位置に形成され、左スキャンのｎ番目の光スポットｂｎは、光スポットａ１の位置に形成される。
【００８１】
光スポットａ１及びｂｎから他車両２２までの距離をＳとし、光スポットａ１及びｂｎから自車両２１までの距離をＬとする。他車両２２から出射した右スキャンの１つ目の光パルスは、距離Ｓと距離Ｌを進んだ後、自車両２１で受光される。従って、１つ目の光パルスは、他車両２２から出射してから（Ｓ＋Ｌ）／ｃ（ｓｅｃ）後に自車両２１で受光される。
【００８２】
右スキャンの２つ目の光パルスは、円Ｃの円周上に光スポットａ２を形成する。光スポットａ１と中心Ｏとを結んだ線分と、光スポットａ２と中心Ｏとを結んだ線分とがなす角度をτとする。他車両２２から光スポットａ２までの距離をＳ’とし、光スポットａ２から自車両２１までの距離をＬ’とする。他車両２２から出射した右スキャンの２つ目の光パルスは、距離Ｓ’と距離Ｌ’を進んだ後、自車両２１で受光される。従って、２つ目の光パルスは、１つ目の光パルスの出射からβ（ｓｅｃ）後に出射され、他車両２２から出射してから（Ｓ’＋Ｌ’）／ｃ（ｓｅｃ）後に自車両２１で受光される。ここで、距離Ｓ’及び距離Ｌ’は以下の式（７）及び式（８）で求められる。
Ｓ’＝Ｓ−ｒ・ｓｉｎτ                                  式（７）
Ｌ’＝Ｌ−（ｒ−ｒ・ｃｏｓτ）                          式（８）
これより、２つ目の光パルスは、他車両２２から出射してから以下の式（９）に示される時間だけ遅れて自車両２１で受光される。
（Ｓ＋Ｌ−ｒ・（ｓｉｎτ−ｃｏｓτ＋１））／ｃ（ｓｅｃ）    式（９）
従って、光スポットａ１とａ２との検出時間間隔Δｔａ１は、以下の式（１０）で求められる。
Δｔａ１＝β−ｒ・（ｓｉｎτ−ｃｏｓτ＋１））／ｃ          式（１０）
同様に、光スポットａ３は、他車両２２から出射されてから以下の式（１１）に示される時間だけ遅れて自車両２１で受光される。
（Ｓ＋Ｌ−ｒ・（ｓｉｎτ2−ｃｏｓτ2＋１））／ｃ（ｓｅｃ）  式（１１）
ただし、τ2は、光スポットａ１と中心Ｏとを結んだ線分と、光スポットａ３と中心Ｏとを結んだ線分とがなす角度である。従って、光スポットａ３とａ２との検出時間間隔Δｔａ２は、以下の式（１２）で求められる。
Δｔａ２＝β−ｒ・（（ｓｉｎτ2−ｃｏｓτ2）−（ｓｉｎτ−ｃｏｓτ））／ｃ          式（１２）
同様にして、光スポットａ４〜ａｎ及びｂ１〜ｂｎまでの検出時刻を求め、各光スポットの検出時間間隔Δｔを算出する。式（１０）及び式（１２）から明らかなように、検出時間間隔Δｔは、円Ｃの半径ｒを振幅とする周期関数である。従って、このようにして算出された検出時間間隔Δｔを図にプロットすると、図１６のような曲線を描く。図１６は、第２の実施形態における光スポットの検出時間間隔と検出時刻との関係を示した図である。図１６において、横軸は時刻を示し、縦軸は検出時間間隔を示す。このようにして求められた曲線の振幅の大きさは、円Ｃの半径ｒに依存する。従って、振幅の大きさを求めることにより、円Ｃの半径ｒを求めることができる。
【００８３】
次に、図１５において、自車両２１が位置Ｐ２にある場合について説明する。自車両２１が位置Ｐ２にある場合、自車両２１と他車両２２とは直角とは異なる角度θをもって走行中である。位置Ｐ２にある自車両２１が、他車両２２が形成する光スポットを検出した場合、上述したように光の光路長の差から各光スポットの検出時間間隔Δｔが変化する。位置Ｐ２にある自車両２１が光スポットを見た場合、光スポットは円Ｃ上に形成されるため、光スポットは、位置Ｐ１にある場合と同じ配置で形成されたように見える。すなわち、各光スポットの照射順を無視すると、円周上に形成された光スポットは、どの角度から見ても同じに見える。従って、上述したように、各光スポットの検出時間間隔Δｔを求め、グラフにプロットすると、図１６のような曲線が得られる。そして、得られた曲線の振幅の大きさを求めることにより、円Ｃの半径ｒを求めることができる。なお、自車両２１と他車両２２とが直角とは異なる角度θをもっている場合、図１６に示される曲線は、右または左にずれることになる。すなわち、光スポットはａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎの順に形成されるため、図１５に示されるように、自車両２１が位置Ｐ１にある場合と、位置Ｐ２にある場合とでは、始点が異なる。ここで始点とは、自車両２１から見た光スポットａ１が形成される位置をいう。
【００８４】
以上のようにして、各光スポットの検出時間間隔Δｔを求め、検出時間間隔Δｔの振幅の大きさを求めることによって、円Ｃの半径ｒ、すなわち、光投影パターンの大きさを求めることができる。これによって、自車両２１と他車両２２との角度θに関係なく、自車両２１は、他車両２２から投影位置までの距離（又は他車両２２が投影位置に到達するまでの到達時間）を求めることができる。また、他車両２２が上下方向に傾いた場合でも、自車両２１は、他車両２２から投影位置までの距離を求めることができる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、光スポットは円周上に形成されることとしたが、楕円上に形成されてもよい。光スポットが楕円上に形成された場合においても、各光スポットの検出時間間隔Δｔは、周期関数となり、当該関数の振幅の大きさを求めることで光投影パターンの大きさを求めることができる。また、図１５において、右スキャンの光スポットａ１〜ａｎ及び左スキャンの光スポットｂ１〜ｂｎのそれぞれで円Ｃの半円を描いたが、図１４に示されるように円の一部が描かれてもよい。
【００８６】
また、第１の実施形態と同様、他車両２２が路面上に形成する光のパターンは、点状の光スポットではなく、線状に円が描かれたパターンであってもよい。また、点状の光スポットではなく、上記投影領域全体に対して光を照射することによって、円状の投影領域が形成されてもよい。また、第１の実施形態と同様、上記パターンを光ブランク領域により形成してもよい。
【００８７】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について、図１７から図２２を参照して、説明する。第３の実施形態に係る周辺監視装置は、第１の実施形態に係る周辺監視装置１と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００８８】
第３の実施形態では、照射手段４が形成する光投影パターンが、第１の実施形態とは異なる。図１７は、第３の実施形態における照射手段が形成する光スポットのパターンを示した図である。図１７に示されるように、右スキャンの光スポット及び左スキャンの光スポットは、自車両２１の進行方向に対して斜めに形成される。これによって、各光スポットを結んでできる領域（光投影パターン）の自車両２１から見た形状に基づいて、自車両２１と他車両２２との角度θを求めることができる。すなわち、図１７に示されるように、他車両２２は、複数の光スポットを１組として、複数組の光スポットを路面上に形成しながら走行する。各組の光スポットが形成する光投影パターンの形状は、他車両２２からの距離に関係なく同じであり、他車両２２からの距離に比例してその大きさが大きくなる。従って、自車両２１から見た光投影パターンの形状は、自車両２１と他車両２２との角度θによって異なるため、自車両２１から見た光投影パターンの形状（光投影パターンの傾き）を求めることで、上記角度θを求めることができる。このような光スポットのパターンは、ガルバノミラーにより形成することが可能である。また、ガルバノミラーとポリゴンミラーとを組み合わせることによっても形成可能である。
【００８９】
なお、本実施形態では、図１７で示されるような配置で光スポットを形成したが、第１の実施形態において形成したような配置（図４を参照）で光スポットを形成するようにしてもよい。すなわち、第１の実施形態と同様、右スキャンと左スキャンの光スポットがそれぞれ直線上に並び、右スキャンの光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向が左スキャンの光スポットを照射順に結んだ軌跡の方向と反対となるように、光スポットが形成されてもよい。
【００９０】
本実施形態では、各光スポットを検出し、その検出された各光スポットの時間間隔に基づいて、自車両２１と他車両２２との角度θを求めることとする。以下、自車両２１と他車両２２との角度を求める方法について、詳細に説明する。
【００９１】
図１８は、自車両２１と他車両２２とがある角度θをもって走行中の場合に他車両２２が形成した光スポットを自車両２１が検出する様子を示した図である。図１８に示されるように、他車両２２が、４つの光パルスを時間間隔βで照射することにより、４つの光スポットがａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２の順に路面上に形成される。光スポットａ１から他車両２２までの距離をＳａ１（ｍ）、光スポットａ１から自車両２１までの距離をＬａ１（ｍ）とする。同様に、光スポットａ２から、他車両２２までの距離をＳａ２（ｍ）、自車両２１までの距離をＬａ２（ｍ）とする。さらに、光スポットｂ１から他車両２２までの距離をＳｂ１（ｍ）、自車両２１までの距離をＬｂ１（ｍ）とし、光スポットｂ２から他車両２２までの距離をＳｂ２（ｍ）、自車両２１までの距離をＬｂ２（ｍ）とする。このような場合、各光パルスが他車両２２から出射されてから自車両２１で検出するまでに、各光パルスは、それぞれの光路長に応じた時間だけ遅れる。
【００９２】
図１９は、他車両２２から各光パルスが出射されてから自車両２１で検出するまでの時間の遅れを模式的に示した図である。図１９において、横軸は時刻を示し、縦軸は光の強さを示す。図１９に示されるように、各光スポットが検出される時刻は、それぞれの光パルスが出射されてから各光路長を進む時間だけ遅れる。従って、各光スポットの検出時間間隔Δｔは、光パルスが照射される時間間隔βと異なる。光スポットａ１とａ２との検出時間間隔をΔｔ１、光スポットａ２とｂ１との検出時間間隔をΔｔ２、光スポットｂ１とｂ２との検出時間間隔をΔｔ３とすると、以下の式（１３）〜式（１５）で求められる。
Δｔ１＝β＋（Ｌａ２−Ｌａ１＋Ｓａ２−Ｓａ１）／ｃ＝β＋Ａ        式（１３）
Δｔ２＝β＋（Ｌｂ１−Ｌａ２＋Ｓｂ１−Ｓａ２）／ｃ＝β＋Ｂ        式（１４）
Δｔ３＝β＋（Ｌｂ２−Ｌｂ１＋Ｓｂ２−Ｓｂ１）／ｃ＝β＋Ｃ        式（１５）
ただし、Ａ＝（Ｌａ２−Ｌａ１＋Ｓａ２−Ｓａ１）／ｃ、Ｂ＝（Ｌｂ１−Ｌａ２＋Ｓｂ１−Ｓａ２）／ｃ、Ｃ＝（Ｌｂ２−Ｌｂ１＋Ｓｂ２−Ｓｂ１）／ｃとした。式（１３）及び式（１４）、式（１４）及び式（１５）から以下の式（１６）及び式（１７）が得られる。
Ａ＋Ｂ＝（Ｌｂ１−Ｌａ１＋Ｓｂ１−Ｓａ１）／ｃ                  式（１６）
Ｂ＋Ｃ＝（Ｌｂ２−Ｌａ２＋Ｓｂ２−Ｓａ２）／ｃ                  式（１７）
【００９３】
上記式（１６）において、Ａ＋Ｂ＝０の場合、以下の式（１８）となる。
Ｌａ１−Ｌｂ１＝Ｓｂ１−Ｓａ１                                  式（１８）
ここで、距離Ｓａ１及び距離Ｓｂ１は、自車両２１の位置に関わらず常に一定である。すなわち、Ａ＋Ｂ＝０の場合、自車両２１から光スポットａ１までの距離Ｌａ１と自車両２１から光スポットｂ１までの距離Ｌｂ１との差が常に一定となる。従って、Ａ＋Ｂ＝０を満たす場合、自車両２１は、自車両２１から光スポットａ１までの距離Ｌａ１と自車両２１から光スポットｂ１までの距離Ｌｂ１との差が一定となる位置に存在することになる。
【００９４】
次に、Ａ＋Ｂ＝０を満たす自車両２１の位置を求める。図２０は、Ａ＋Ｂ＝０を満たす点（ｘ，ｙ）を示した図である。ここで、光スポットａ１と光スポットｂ１との距離をｄ（ｍ）とする。光スポットａ１は原点に位置し、光スポットｂ１は座標（ｄ，０）に位置している。Ｌａ１−Ｌｂ１が一定となる点（ｘ，ｙ）は、以下の式（１９）を満たす。
【数１】
2010097354.tif 000003
ここで、Ｓｂ１−Ｓａ１＝ｄ１（ｍ）とした。上記式（１９）をｘについて解くと、以下の式（２０）が得られる。
【数２】
2010097354.tif 000004
式（２０）から明らかなように、Ａ＋Ｂ＝０を満たす点、すなわち、Ｌａ１とＬｂ１との差が一定である点（ｘ，ｙ）は、曲線を描く。ここで、上記式（２０）において、４ｄ１2ｙ2／（ｄ2−ｄ１2）がｄ１2に比べて十分に大きい範囲では、ｄ１2は無視できるため、式（２０）は以下の式（２０’）に近似できる。
【数３】
2010097354.tif 000005
式（２０’）より、ｙが大きい範囲では、Ａ＋Ｂ＝０を満たす点の集合は直線になる。ｄ１及びｄは、光投影パターンの大きさを示しており、ｙは、２つの光スポットを結んだ線分から自車両２１までの距離を示している。自車両２１は、自車両２１の検出領域で他車両２２の光スポットを検出する。通常、自車両２１から検出領域まではある程度離れており、自車両２１から検出領域までの距離は、光投影パターンの大きさ（所定の光スポット間の距離ｄ）に比べて十分に大きい。従って、他車両２２の光スポットを検出した自車両２１は、式（２０’）を満たす直線上に位置することになる。図２０では、式（２０’）により求められたＡ＋Ｂ＝０を満たす直線が矢印で示されている。図２０に示されるように、ｙが正の場合と負の場合とでｘ軸に対称な２本の直線が示されている。また、このようにして求められたＡ＋Ｂ＝０を満たす直線が、図１８において示されている。
【００９５】
上記式（２０’）によって求められた直線の傾きによって、当該直線と光スポットａ１と光スポットｂ１とを結ぶ直線との角度を求めることができる。また、ｄ１は、他車両２２から光スポットｂ１までの距離Ｓｂ１と他車両２２から光スポットａ１までの距離Ｓａ１との差である（式（１９）より）。図１８において、他車両２２から投影位置までの距離は、光スポットａ１と光スポットｂ１との他車両２２の左右方向の距離に比べて十分長いため、ｄ１は、光スポットａ１と光スポットｂ１との他車両２２の進行方向の距離ｄ１’とほぼ等しい。また、ｄは、光スポットａ１と光スポットｂ１との距離である。ここで、他車両２２は、光投影パターンの大きさと他車両２２から光スポットの投影位置までの距離（又は投影位置に到達するまでの到達時間）との比が一定になるように、複数組の光スポットを形成する。従って、ｄ１とｄとの比は常に一定である。また、他車両２２がピッチ運動によって上下方向に傾き、光スポットの投影位置が変化した場合においても、ｄ１とｄとの比は変わらない。すなわち、式（２０’）において、ｙの係数であるｄ１2／（ｄ2−ｄ１2）は、ｄ１又はｄの値に関係なく、常に一定である。従って、式（２０’）によって求められる直線の傾きは、光投影パターンの大きさに関わらず一定となる。一方、他車両２２は、複数の光スポットをその投影位置に関係なく同じ配置で形成するため（大きさのみが異なる）、他車両２２の進行方向に対する、光スポットａ１と光スポットｂ１を結ぶ直線の角度は一定である。
【００９６】
従って、以上より、Ａ＋Ｂ＝０を満たす場合の自車両２１と他車両２２との角度θは、光スポットの投影位置に関わらず一定であり、自車両２１は予めこの角度を知っている。つまり、自車両２１はＡ＋Ｂ＝０の場合、自車両２１と他車両２２との角度θを求めることができる。また、Ａ＋Ｂ＜０の場合、Ｓａ１＋Ｌａ１＞Ｓｂ１＋Ｌｂ１となるため、自車両２１は、図１８において、Ａ＋Ｂ＝０を満たす直線の左側（他車両２２側）に存在する。さらにＡ＋Ｂ＞０の場合、自車両２１は、Ａ＋Ｂ＝０を満たす直線の右側（他車両２２の反対側）に存在する。
【００９７】
また、式（１５）に示されるＣの値によって、他車両２２が自車両２１の右側から接近中か左側から接近中かを判別することができる。すなわち、Ｃ＞０の場合、Ｌｂ２＞Ｌｂ１＋Ｓｂ１−Ｓｂ２となる。Ｓｂ１とＳｂ２との差はＬｂ１とＬｂ２との差に比べて十分小さい。従って、この場合，自車両２１から光スポットｂ２までの距離の方が、自車両２１から光スポットｂ１までの距離より大きいため、他車両２２は自車両２１の左側に存在する（自車両２１は光スポットｂ１及びｂ２から等距離にある直線の左側に存在する）ことがわかる。逆に、Ｃ＜０の場合、他車両２２は自車両２１の右側に存在することがわかる。また、Ｃ＝０の場合、自車両２１は、光スポットｂ１及び光スポットｂ２からほぼ等しい位置、すなわち、光スポットｂ１及び光スポットｂ２を結んだ線分の垂直２等分線上に存在する。従って、この場合、自車両２１は、他車両２２と対向して走行中か、他車両２２と並行して走行中である。そして、このＣの値により、図１８で示されるＡ＋Ｂ＝０を満たす２本の直線のどちらに自車両２１が存在するかがわかる。すなわち、Ａ＋Ｂ＝０の場合において、Ｃの値が０に近いとき、自車両２１は、他車両２２の進行方向と並行に近い矢印で示された直線上に存在することになる。従って、自車両２１と他車両２２との角度θを求めることができる。
【００９８】
以上のように、各光スポットの検出時間間隔Δｔと光パルスを照射する時間間隔βとの時間のずれに基づいて、自車両２１が、Ａ＋Ｂ＝０を満たす直線上に存在するのか、当該直線の右側あるいは左側に存在するのかがわかる。上記では、他車両２２が４つの光スポットを形成する場合について述べたが、他車両２２がより多くの光スポットを形成する場合、同様の方法により、各光スポットの検出時間間隔Δｔと光パルスを照射する時間間隔βとの時間のずれを求めることによって、自車両２１と他車両２２との角度θを正確に求めることができる。
【００９９】
図２１は、他車両２２が右スキャンの光スポットａ１〜ａｎ及び左スキャンの光スポットｂ１〜ｂｎを形成する場合において、図１８と同様の方法で自車両２１と他車両２２との角度θを求める方法を示した図である。自車両２１は、各光スポットの検出時間間隔のずれ（上記Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）を算出する。算出された検出時間間隔のずれから、以下の式を満たす光スポットａｉ及びｂｊを求める。
Ｌａｉ−Ｌｂｊ＋Ｓａｉ−Ｓｂｊ＝０                              式（２１）
ただし、ｉ＝１〜ｎ、ｊ＝１〜ｎである。また、Ｓａｉ（ｍ）は、他車両２２から右スキャンの光スポットａｉまでの距離を示し、Ｌａｉ（ｍ）は、光スポットａｉから自車両２１までの距離を示す。また、Ｓｂｊ（ｍ）は、他車両２２から左スキャンの光スポットｂｊまでの距離を示し、Ｌｂｊ（ｍ）は、光スポットｂｊから自車両２１までの距離を示す。自車両２１は、光スポットａｉと光スポットｂｊとを結んだ直線と上述した方法により求められた直線（式（２０’）による２本の直線）との角度、及び、光スポットａｉと光スポットｂｊの配置を予め知っている。また、各スキャンに含まれる光スポットの検出時間間隔のずれ（上記ではＣの値）により、自車両２１が光スポットａｉとｂｊとを結んだ直線の右側に存在するか、左側に存在するかが、わかる。従って、上記ａｉ、ｂｊを求めることによって、自車両２１と他車両２２との角度θを求めることができる。なお、式（２１）を満たす光スポットａｉ及びｂｊが存在しない場合、すなわち、自車両２１が図２１に示す矢印の直線上にない場合、式（２１）の左辺が最も０に近い光スポットａｉ及びｂｊを求めることにより、自車両２１と他車両２２との角度θの範囲を求めることができる。
【０１００】
次に、本実施形態に係る周辺監視装置の処理の流れについて、図２２を参照して説明する。図２２は、第３の実施形態に係る周辺監視装置の処理の流れを示すフローチャートである。図２２に示される処理は、自車両２１が他車両２２の光スポットを検出し、上記各光スポットの検出時間間隔のずれ（Ａ、Ｂ、Ｃ・・）が求められた後、実行される。なお、説明を簡単にするため、図２２では、図１８に示すように、他車両２２が形成する光スポットは４つであることとする。
【０１０１】
まず、ステップＳ１０１において、各光スポットの検出時間間隔のずれＡ、Ｂ、Ｃのうちの最大の値が、所定の値ｘ１より小さいか否かが判定される。ここで所定の値ｘ１は、予め定められた検出時間間隔のずれの最大値である。上述のように、検出時間間隔のずれは、光投影パターンの大きさによって変化する。検出時間間隔のずれが非常に大きい場合（判定結果がＮｏの場合）、光投影パターンの大きさが非常に大きく他車両２２と投影位置との距離が非常に大きいことを示す。従って、自車両２１と他車両２２とは衝突する可能性が低いと考えられるため、ステップＳ１０３に処理を進め、後の処理を終了する。判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０２の処理が実行される。
【０１０２】
ステップＳ１０２において、所定の光スポットの検出時間間隔のずれＡ及びＣの最大値が所定の値ｘ２より大きいか否かが判定される。この判定において、自車両２１と他車両２２との角度θが、非常に大きい（角度が１８０度に近い）又は非常に小さい（角度が０度に近い）範囲にあるか否かが判定される。ここで所定の値ｘ２は、予め定められた検出時間間隔のずれの最小値である。検出時間間隔のずれＡが非常に小さい場合（判定結果がＮｏの場合）、自車両２１は、光スポットａ１及びａ２からの距離がほぼ同じ位置に存在している。すなわち、自車両２１は、他車両２２と並行に近い状態で走行中か（角度が非常に小さい）、他車両２２と対向して走行中か（角度が非常に大きい）のどちらかである。検出時間間隔のずれＣが非常に小さい場合も同様である。従って、この場合、自車両２１と他車両２２とはすれ違う可能性が高いと考えられるため、ステップＳ１０４に処理を進め、後の処理を終了する。判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０５の処理が実行される。なお、ステップＳ１０２での判定において、検出時間間隔のずれＢが判定の対象となっていないのは、以下のような理由からである。すなわち、Ｂは、光スポットａ２と光スポットｂ１との検出時間間隔のずれを示すからである。このＢが所定の値ｘ２より小さい場合は、自車両２１と他車両２２との角度θは直角に近く、上記範囲（角度が非常に大きい又は小さい範囲）にはない。角度θが上記範囲にある場合、Ｂは、大きくなる。従って、上記のような角度の範囲か否かを判定する場合において、他車両２２から見て進行方向に前後した光スポット間の検出時間間隔のずれＢが除外される。すなわち、ステップＳ１０２においては、右スキャンの各光スポット（ａ１〜ａｎ）の検出時間間隔のずれ、及び、左スキャンの各光スポット（ｂ１〜ｂｎ）の検出時間間隔のずれが、判定の対象とされ、例えば光スポットａｎと光スポットｂ１との検出時間間隔のずれは、判定の対象とはされない。
【０１０３】
ステップＳ１０３において、他車両２２から光投影パターンまでの距離が遠いため、自車両２１と他車両２２とは衝突する可能性が低いと判断され、処理は終了する。
【０１０４】
ステップＳ１０４において、自車両２１と他車両２２とは衝突する可能性が低いと判断され、処理は終了する。
【０１０５】
ステップＳ１０５において、検出時間間隔のずれＣが０より大きいか否かが判定される。ここで、Ｃは、光スポットｂ１とｂ２との検出時間間隔のずれを示す。Ｃが０より大きい場合（判定結果がＹｅｓの場合）、他車両２２は自車両２１の左側から接近中である。Ｃが０より小さい場合（判定結果がＮｏの場合）、他車両２２は自車両２１の右側から接近中である。判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０６の処理がなされる。判定結果がＮｏの場合、ステップＳ１０８の処理がなされる。なお、ここでの判定において、例えば、光スポットａ１とａ２との検出時間間隔のずれが比較されてもよい。
【０１０６】
ステップＳ１０６において、検出時間間隔のずれＡ、Ｂ及びＣに基づいて、自車両２１と他車両２２との角度θが算出される。角度θの算出方法は上述した通りである。右スキャン及び左スキャンの光スポットがそれぞれ３つ以上ある場合、各光スポットの検出時間間隔のずれに基づいて、上記角度θの値又は角度θの範囲が算出される。なお、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０６と同様の処理が行われるが、Ｃの値によって上記角度θの値が定まる（図１８に示されるＡ＋Ｂ＝０を満たす２本の直線のどちらかが定まる）。
【０１０７】
ステップＳ１０７において、検出時間間隔のずれ及び自車両２１と他車両２２との角度θに基づいて、光投影パターンの大きさが求められ、他車両２２から光スポットの投影位置までの距離が求められる。検出時間間隔のずれから光投影パターンの大きさを求める方法は、第１の実施形態で述べた方法である。検出時間間隔のずれから求められる光投影パターンの大きさは、自車両２１と他車両２２との角度により変化するため、ステップＳ１０６において求められた角度θにより補正される。そして、補正された光投影パターンの大きさに基づいて、他車両２２から投影位置までの距離が算出される。
【０１０８】
ステップＳ１０８において、ステップＳ１０６と同様、検出時間間隔のずれＡ、Ｂ及びＣに基づいて、自車両２１と他車両２２との角度θが算出される。
【０１０９】
ステップＳ１０９において、ステップＳ１０７と同様、検出時間間隔のずれ及び自車両２１と他車両２２との角度θに基づいて、他車両２２から光スポットの投影位置までの距離が求められる。
【０１１０】
以上により、求められた他車両２２から光スポットの投影位置までの距離、及び、自車両２１と他車両２２との角度θを求めることができる。そして、求められた上記距離及び角度により、周辺監視装置は自車両２１と他車両２２との衝突可能性を判断することが可能である。
【０１１１】
なお、本実施形態では、他車両２２から光スポットの投影位置までの距離を光投影パターンの大きさに対応させたが、他車両２２が投影位置に到達するまでの到達時間を対応させてもよい。そして、他車両２２の到達時間を求めることにより、自車両２１と他車両２２との衝突可能性を判断してもよい。
【０１１２】
また、他車両２２は、光スポットの投影位置までの距離を光投影パターンの大きさに対応させず、他車両２２から所定距離の位置に一定の大きさの光投影パターンを路面上に形成してもよい。この場合、自車両２１は、自車両２１から見た光投影パターンの形状に基づいて、上記角度θを測定する。そして、角度θが上記範囲（角度が非常に大きい又は小さい範囲）の場合に衝突しないと判断してもよい。また、他車両２２がピッチ運動することによって、光投影パターンが他車両２２から所定の位置よりも遠い位置に形成された場合、光投影パターンの大きさは、上記所定距離の位置に投影された場合よりも大きくなる。従って、検出される光投影パターンの大きさが所定の大きさよりも大きい場合（図２２のステップＳ１０１の判定）、自車両２１は、他車両２２は遠い位置に存在するため、衝突しないと判断してもよい。一方、角度θが上記範囲にあり、かつ、光投影パターンの大きさが上記所定の大きさよりも小さい場合、自車両２１と他車両２２との距離は近く、出会い頭の衝突の可能性があるため、自車両２１は衝突すると判断してもよい。
【０１１３】
また、本実施形態では、光スポットの検出時間間隔のずれにより、上記角度θを求めたが、他の実施形態では、自車両２１から見える光投影パターンの形状により、上記角度θを求めても良い。例えば、受光素子１３が空間分解能を有する受光素子に置換される。受光素子における各光スポットの位置とそれぞれが受光されるタイミングとに基づいて、各光スポットの位置関係が求められる。そして、求められた位置関係から自車両２１がどの方向から光スポットを検出したかがわかる。
【０１１４】
また、第１の実施形態と同様、他車両２２が路面上に形成する光のパターンは、線状のパターンであってもよい。また、点状の光スポットではなく、上記投影領域全体に対して光を照射することによって、上記投影領域が形成されてもよい。上記パターンを光ブランク領域により形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
以上のように、本発明では、簡単な方法で、精度よく他車両の位置を測定することができ、例えば、車両に搭載される周辺監視装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】第１の実施形態に係る周辺監視装置の構成を示すブロック図
【図２】照射手段が、自車両から光スポットの投影位置までの距離を光投影パターンの大きさに対応させて、光パルスを照射する様子を示した図
【図３】自車両が凹凸のある路面上を走行することによって進行方向に対して上下方向にピッチ運動する場合、路面上に形成される光スポットの投影位置を示した図
【図４】自車両が進行方向の所定位置に複数組の光スポットを形成する様子を示した図
【図５】自車両が、他車両が形成した光スポットを検出領域Ｒで検出することにより、他車両から光スポットの投影位置までの距離を求める様子を示した図
【図６Ａ】スキャンアクチュエータ１９を側方から見た図
【図６Ｂ】スキャンアクチュエータ１９を下面に平行な面で切ったＡ−Ａ線端面図
【図７】ポリゴンミラーを回転させた場合に形成される光スポットのパターンを説明する図
【図８】他車両が照射した右スキャンの複数の光パルスが、自車両の検出領域で反射し、自車両により検出される様子を示した図
【図９】右スキャンの３つの光パルスが出射されてから自車両で検出されるまでの時間の遅れを模式的に示した図
【図１０】他車両が照射した左スキャンの複数の光パルスが、自車両の検出領域で反射し、自車両により検出される様子を示した図
【図１１】左スキャンの３つの光パルスが出射されてから自車両で検出されるまでの時間の遅れを模式的に示した図
【図１２】第１の実施形態における光スポットの検出時間間隔と検出時刻との関係を示した図
【図１３】光スポットの検出時間を求める方法を示した図
【図１４】第２の実施形態における照射手段が形成する光スポットのパターンを示した図
【図１５】他車両が円周上に右スキャンの光スポットと左スキャンの光スポットを形成し、自車両が光スポットを検出する様子を示した図
【図１６】第２の実施形態における光スポットの検出時間間隔と検出時刻の関係を示した図
【図１７】第３の実施形態における照射手段が形成する光スポットのパターンを示した図
【図１８】自車両と他車両とがある角度θをもって走行中の場合に他車両が形成した光スポットを自車両が検出する様子を示した図
【図１９】他車両から各光パルスが出射されてから自車両で検出するまでの時間の遅れを模式的に示した図
【図２０】Ａ＋Ｂ＝０を満たす点（ｘ，ｙ）を示した図
【図２１】他車両が右スキャンの光スポットａ１〜ａｎ及び左スキャンの光スポットｂ１〜ｂｎを形成する場合において、図１８と同様の方法で自車両と他車両との角度θを求める方法を示した図
【図２２】第３の実施形態に係る周辺監視装置の処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
【０１１７】
１    周辺監視装置
２    検出手段
３    測定手段
４    照射手段
５    衝突判断手段
１１  レンズ
１２  フィルタ
１３  受光素子
１６  ビーム発生器
１７  ビーム整形レンズ
１８  偏光整形器
１９  スキャンアクチュエータ
２１  自車両
２２  他車両
６１  ポリゴンミラー
６２  反射鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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