(57)【要約】【課題】  実際の走行車両に対応可能な衝突防止装置を提供する。【解決手段】  レーザ光を用いて計測対象物の３次元情報を取得する３次元情報取得装置と、取得した３次元情報に基づいて移動体の制動手段、或いは移動体に備える警報器に信号を出力するコンピュータとを備える衝突防止装置であって、３次元情報取得装置１２は、レーザ光照射ユニット２０と、計測対象面に反射して到来したレーザ光を受光する光学ユニット３０と、レーザ光照射ユニット２０からのレーザ光と光学ユニット３０で受光したレーザ光との位相差を割り出すレーダ回路ユニット５０とからなり、光学ユニット３０には、取得する３次元情報の分解能に対応する数のそれぞれ異なるパターンに従って反射面を構成して、到来するレーザ光を受光部に導く空間変調器３８を備え、レーザ光照射ユニット２０には、照射するレーザ光を拡散させるレンズ２２を備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
2006266801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を用いて計測対象物の３次元情報を取得する３次元情報取得装置と、取得した３次元情報に基づいて移動体の制動手段、或いは移動体に備える警報器に信号を出力する演算手段とを備える衝突防止装置であって、
前記３次元情報取得装置は、レーザ光を照射するレーザ光照射ユニットと、
照射されたレーザ光のうち、計測対象面に反射して到来したレーザ光を受光する光学ユニットと、
前記レーザ光照射ユニットから照射したレーザ光と前記光学ユニットによって受光したレーザ光との位相差を割り出すレーダ回路ユニットとから構成され、
前記光学ユニットには、取得する３次元情報の分解能に対応する数のそれぞれ異なるパターンに従って反射面を構成して、到来したレーザ光を受光部に導く空間変調器を備え、
前記レーザ光照射ユニットには、照射するレーザ光を拡散させるレンズを備えたことを特徴とする衝突防止装置。
【請求項２】
前記空間変調器にはマイクロミラーアレイを採用したことを特徴とする請求項１に記載の衝突防止装置。
【請求項３】
前記マイクロミラーアレイは、各パターンにおいて少なくとも半数以上のミラーによって反射面を構成することを特徴とする請求項２に記載の衝突防止装置。
【請求項４】
前記レンズはシリンドリカルレンズとし、レーザ光を扇状に照射する構成とし、前記マイクロミラーアレイは前記扇状のレーザ光に対応させ、マイクロミラーを移動体幅方向の１列に配置する構成としたことを特徴とする請求項３に記載の衝突防止装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載の衝突防止装置を搭載したことを特徴とする衝突防止装置搭載車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の進行方向に存在する障害物等を検知し、移動体に搭載された制動手段等と連動を図ることで、検知した障害物等との衝突・接触を防止する衝突防止装置及び、前記衝突防止装置を搭載した車両に係り、特に電磁波を用いて障害物等を検知する衝突防止装置及び前記衝突防止装置を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁波、特にレーザ光を用いて車両の衝突防止を図る車両衝突防止装置については、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。
特許文献１に開示されている衝突防止装置は、車両に対し、レーザ光によって測距を行う装置を搭載し、自己車両の前方を走行する他の車両、或いは障害物との距離を測定し、両者の相対速度を算出することで、自己車両が他の車両と衝突する危険度を算出するものである。さらに、特許文献１には、他の車両との安全距離を保つために、危険度を検知して作動する警報装置や、アクセルやブレーキ等を制御するアクチュエータを付帯させる旨が記載されている。
【０００３】
また、レーザ光を用いて測距を行い、これを衝突防止に利用することは、特許文献２にも開示されている。特許文献２に開示されている技術は、自立走行車両の衝突防止装置である。特許文献２では、レーザ光を照射する範囲（障害物検知範囲）を定めておき、この障害物検知範囲内で障害物が検出されるかどうかを検知すると共に、その障害物との距離を計測し、車両を減速・停止させると共に警報を発するというものである。このような装置によれば、障害物が自己車両の進行方向に存在するかどうかを容易に判定することができる。
【特許文献１】特開平６−１３１５９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された装置によれば、規律的に走行する車両列での衝突防止を図る上では有効であるといえる。しかし、実際に走行する車両は規定の走行ラインのみにとどまらず、車線変更や蛇行等を行うことがある。このように計測対象となる車両の位置が不確定な場合には、測距のみで自己車両と他の車両との相対速度の計測を行うことは、実質上困難であると考えられる。
【０００５】
また、特許文献２に開示された装置は、外乱的な要素の少ない屋内を走行する車両に対しては有効に使用することができると考えられる。しかし、屋外の車道を走行する上では、障害物となりうるものとそうでないものとを測距だけで判定することは困難であると考えられる。
【０００６】
また、特許文献１、２共に、レーザ光を受光する際には、ポリゴンミラーやガルバノミラー等を用いてレーザ光を反射させているため、ミラーを回転駆動させるモータを持つ必要があり、装置自体が大型化するという問題がある。さらに、従来のレーザ光を用いた測距は、スポット型のレーザ光を照射し、レーザ光を照射した点毎の３次元データを逐次演算して全体の３次元データを求めるという処理を行っていたため、レーザ照射から全体の３次元データを取得するまでの演算処理に時間がかかる。このため、理論上は可能であっても、実際上は計測が実用レベルの車速に対応できていなかった。
本発明では、実際の走行車両に対応可能な衝突防止装置及び当該衝突防止装置を搭載した車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る衝突防止装置は、レーザ光を用いて計測対象物の３次元情報を取得する３次元情報取得装置と、取得した３次元情報に基づいて移動体の制動手段、或いは移動体に備える警報器に信号を出力する演算手段とを備える衝突防止装置であって、前記３次元情報取得装置は、レーザ光を照射するレーザ光照射ユニットと、照射されたレーザ光のうち、計測対象面に反射して到来したレーザ光を受光する光学ユニットと、前記レーザ光照射ユニットから照射したレーザ光と前記光学ユニットによって受光したレーザ光との位相差を割り出すレーダ回路ユニットとから構成され、前記光学ユニットには、取得する３次元情報の分解能に対応する数のそれぞれ異なるパターンに従って反射面を構成して、到来したレーザ光を受光部に導く空間変調器を備え、前記レーザ光照射ユニットには、照射するレーザ光を拡散させるレンズを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成の衝突防止装置において、前記空間変調器にはマイクロミラーアレイを採用すると良い。
また、前記マイクロミラーアレイは、各パターンにおいて少なくとも半数以上のミラーによって反射面を構成するようにすると良い。
【０００９】
また、前記レンズはシリンドリカルレンズとし、レーザ光を扇状に照射する構成とし、前記マイクロミラーアレイは前記扇状のレーザ光に対応させてマイクロミラーを移動体幅方向の１列に配置する構成とすると良い。
また、上記目的を達成するための本発明に係る衝突防止装置搭載車両は、上記構成の衝突防止装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の衝突防止装置であれば、拡散照射されたレーザの全てをパターン毎に構成された反射面に結像することができる。このため、１つの画素に対応した反射面が構成されるパターン毎に同一画素について受光が成されることとなり、受光効率が向上する。また、パターン毎に取得された複数の受光情報に基づいて各画素毎の３次元情報を取得することができるため、レーザ照射から３次元情報取得までの処理が容易となり、実際の走行車両の衝突防止装置として使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の衝突防止装置及び衝突防止装置搭載車両に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る好適な実施形態の一部を示すものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものでは無い。
【００１２】
図１は、本発明の衝突防止装置及び車両に係る実施形態の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の衝突防止装置は、レーザ光を照射・受光する３次元情報取得装置（以下、３次元レーザレーダという）１２と、前記３次元レーザレーダ１２によって取得された情報に基づいて障害物等までの距離を算出し、各種信号を出力する演算手段（コンピュータ）７０と、前記演算手段７０からの信号を受けて障害物等までの距離情報等を表示する表示装置９０と、前記演算手段７０からの信号を受けて車両（移動体）１４に備えられたアクチュエータ（ブレーキアクチュエータ８２，アクセルアクチュエータ８４，ハンドルアクチュエータ８６）及び警報器８８に信号を出力する車両制御装置８０とを備えることを基本構成とする。そして、本発明に係る衝突防止装置搭載車両１０は、上記基本構成を有する衝突防止装置を車両１４に搭載したものである。なお、図示しないが当然に、車両１４には、当該車両を駆動させるための駆動装置等が備えられているものとする。
【００１３】
前記３次元レーザレーダ１２は、レーザ照射ユニット２０と、光学ユニット３０、及びレーダ回路ユニット５０とを有し、車両進行方向における走行路面の状態や障害物の有無、前記障害物までの距離を測定するために用いられる装置である。
前記レーザ照射ユニット２０は、車両の進行方向前方に位置する進路に対してレーザ光を照射するユニットである。具体的には、レーザダイオード及びミラー等から構成されるレーザ発振器と前記レーザダイオードにレーダ回路ユニット５０から出力された信号を与えて動作させるドライバとから成るレーザ出力部２４と、前記レーザ出力部２４から出力されたレーザ光を拡散させる光学レンズ２２とを有する。本実施形態では照射するレーザ光を扇状に拡散させるため、光学レンズには例えば、シリンドリカルレンズ等を用いると良い。
【００１４】
前記光学ユニット３０は、前記レーザ照射ユニット２０によって照射されたレーザ光のうち、照射対象となる走行路面あるいは障害物に反射して到来したレーザ光を受光するユニットである。具体的には、光学レンズ３２、プリズム３４、マイクロミラーアレイ空間変調器（以下、空間変調器という）３８、光検出器（光電変換器）３６等を備え、到来した反射光（レーザ光）を受光するユニットである。また、一般に、レーザ測距に用いられる光学ユニット３０には、光学レンズ３２の前段に、出力したレーザ光の周波数帯域の光をのみを透過させるバンドパスフィルタ（不図示）が備えられる。
【００１５】
前記光学レンズ３２は、前記バンドパスフィルタを透過して到来したレーザ光を集光してプリズム３４へ導く。プリズム３４は入射されたレーザ光の進路を変更し、空間変調器３８のマイクロミラーへ導くと共に、前記マイクロミラーによって適正に反射されたレーザ光を光検出器３６へと導く。空間変調器３８は、平面上に配列された複数のマイクロミラー（反射体）を有するものである。例えば図２のように配列されたマイクロミラーアレイ３８ａでは、個々のマイクロミラーの反射面を所定の向き（方向）へ傾けることで、プリズム３４によって導かれたレーザ光を適正な方向（光検出器３６の受光面）へ反射させる。空間変調器３８には、前記マイクロミラーの動作を個々に制御するマイクロミラー制御回路４０が接続されており、マイクロミラー制御回路４０には、マイクロミラーを制御するタイミングを図るタイミングコントローラ４２が設けられる。タイミングコントローラ４２は、一定の周期に従ってマイクロミラーの制御を行う。このような制御部を有する空間変調器３８のマイクロミラーは、制御によりＯＮとなった場合に、その反射面を所定の向きへ傾け、制御が行われない状態（ＯＦＦ状態）においては、反射面をＯＮと反対側へ傾ける。このため、ＯＦＦ状態のマイクロミラーに入射したレーザ光は、適正な方向へと反射されず、光検出器に受光され無い。
【００１６】
マイクロミラーアレイのＯＮ／ＯＦＦのパターン制御は、所望する３次元データの画素数（分解能）に対応させた複数のパターンの中から選択される。本実施形態のマイクロミラーアレイのＯＮ／ＯＦＦパターンは、拡散されたレーザ光を効率良く集光するために、各パターンにおいて５０％以上のマイクロミラーがＯＮ状態となるようにする。
【００１７】
前記マイクロミラーアレイのＯＮ／ＯＦＦパターンの制御には、アダマールコードを利用すると良い。パターン制御にアダマールコードを用いた場合、後述するレーダ回路ユニットにより検出されたパターン毎の位相差信号のそれぞれをコンピュータ７０に記録し、アダマール逆変換を行うことにより、画素毎の反射光の位相差を導き出すことができる。これにより、レーザ光を照射したライン上の対応する画素毎の距離と高さの情報を得ることができる。このため、レーザ光を照射したラインの変化を３次元データとして取得するための演算処理が容易となる。よって、レーザ光を用いた計測面の走査から３次元データ取得までの一連の処理の高速化を図ることができる。また、マイクロミラーアレイのパターン制御にアダマールコードを用いることにより、各点毎に３次元データを取得する場合と比べ、受光効率がＮ／２倍向上する（Ｎは分解能を示す）。したがって、受光される信号のＳＮ比が向上し、詳細を後述するレーダ回路ユニット５０における増幅や検波等の処理時に、ノイズに埋もれてしまうことが少なくなる。
【００１８】
本実施形態では、照射するレーザ光をファンビームとしたことに合わせ、マイクロミラーアレイの構造を前記ファンビームの幅方向の分解能に合わせた１次元構造（１列の配置構造）とし、マイクロミラーアレイの制御パターンは１次元アダマールコードを用いることとした。これにより、走行路面の３次元データを取得するために行う演算処理が１次元のみとなるため、３次元データ取得の高速化が促進される。例えば車両幅方向の分解能を８とした場合のマイクロミラーの配列パターンは、図３に示す８つのパターンとすることができる。
【００１９】
上記構造のレーザ照射ユニット２０と光学ユニット３０によれば、レーザ光の照射範囲で反射された光は分解能によって定められた各点毎に、光学レンズ３２、プリズム３４を介して全て、画素毎に対応するマイクロミラーに結像される。例えば図４の場合、Ａ点に照射されたレーザ光の反射光は、Ｂ点のマイクロミラーに結像されることとなる。このような原理により、空間変調器３８にマイクロミラーアレイを備えると、個々のマイクロミラーによって各画素に対応した反射光が光検出器に反射される。このため、複数のパターンの組合せにより、光検出器３６には画素単位の距離データを得るために十分な光強度のレーザ光が入射されることとなる。そして、マイクロミラーアレイの制御パターンにアダマールコードを利用することにより、マイクロミラーアレイに結像させた画素毎の距離データを容易に得ることができるため、３次元データを取得するまでの処理速度が向上する。
【００２０】
また、測距用のレーザとしてファンビームを採用することにより、スポットレーザのように照射角度を変えるという処理が必要なくなる。このため、レーザの照射角度を変化させるための機構や制御回路が不要となり、装置の小型化を図ることが可能となる。さらに、空間変調器としてポリゴンミラーやガルバノミラーを採用する場合に必要とされる回転駆動用のモータを不要とすることによっても、装置の小型・軽量化を図ることができる。
【００２１】
前記レーダ回路ユニット５０は、前記レーザ照射ユニット２０へ出力信号を供給すると共に、当該出力信号と同一の信号を受光側の参照信号として与え、当該参照信号と前記光学ユニット３０によって検出された信号との位相差を取り出すユニットである。具体的には、高周波発振器（ＲＦ（Radio Frequency）発振器）５２と、パワースプリッタ５４と、ＲＦアンプ５６と、ハイブリッド５８と、ミキサ６０（６０ａ，６０ｂ）と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６２（６２ａ，６２ｂ）と、Ａ／Ｄコンバータ６４とを有する回路である。
【００２２】
前記ＲＦ発振器５２は、レーザの基本信号を発振する。前記パワースプリッタ５４は、前記ＲＦ発振器５２から出力された信号を前記レーザ照射ユニット２０へ供給する信号と、受光側の参照信号とに分割し、同一信号を２方向へ出力する。レーザ照射ユニット２０への供給信号として出力された信号は、ＲＦアンプ５６へ入力され、増幅された後、レーザ照射ユニット２０へ入力される。
【００２３】
一方、受光側の参照信号として出力された信号は、９０°ハイブリッド５８に入力され、位相が９０°ずれた同一周波数の２つの信号（０°と−９０°）に分割れて、それぞれミキサ６０に入力される。それぞれのミキサ６０には、９０°ハイブリッド５８からの出力信号の他に、前記光検出器３６によって入力される受光信号がＲＦアンプ６６、パワースプリッタ６８を介して入力される構成となっている。２つの信号が入力されたそれぞれのミキサ６０からは、中間周波数信号（ＩＦ（Intermediate Frequency）信号）が出力される。ミキサ６０から出力されたＩＦ信号（和分：高周波と差分：低周波）は、ＬＰＦ６２を通過する。ＬＰＦ６２を通過した差分の信号は、Ａ／Ｄコンバータ６４へ入力される。Ａ／Ｄコンバータ６４には、前記ＬＰＦ６２からの信号の他、光学ユニット３０のタイミングコントローラ４２からの空間変調器３８の制御信号が入力される。入力された２つの信号は、それぞれデジタル信号に変換されて、コンピュータ７０へ出力される。
【００２４】
上述のようにして得られた信号を入力されたコンピュータ７０では、マイクロミラーアレイに与えた制御パターンの逆変換と、レーザ光の位相差からの距離データの算出を行い、レーザ光を照射した走行路面上に存在する障害物の距離と高さが導き出される。
【００２５】
なお、上記のような構造の３次元レーザレーダを備える車両は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すような状態でレーザ光照射ユニットからレーザ光を照射することとなる。すなわち、３次元レーザレーダ搭載位置からθの角度で斜め下方向の走行路面に向けてレーザ光を照射することとなるのである。
【００２６】
ＴＯＦを用いてコンピュータ７０で算出されるレーザ光の照射位置と走行路面との距離をＺ０とすると、車両と走行路との距離Ｌ０は、
【数１】
2006266801.tif 000003
で算出される。また、図５（Ｂ）に示すように、走行路面に障害物がある場合には、障害物とレーザ照射位置との距離をＺ１とした場合、障害物と車両との距離Ｌ１は、
【数２】
2006266801.tif 000004
で算出される。また、距離Ｌ１における障害物の高さｈ１は、
【数３】
2006266801.tif 000005
で算出される。なお、ｈは地表（走行路面）からレーザ光の照射位置までの高さを表す。
【００２７】
上述した計算がコンピュータ７０によって実行されることにより、レーザ光を照射したライン上の各点毎の振幅と位相（距離と高さ）のデータ（３次元データ）を得ることができる。ライン上の各点毎の距離と高さのデータを算出したコンピュータ７０は、後述する表示装置９０に、受光したレーザ光の強度（反射強度）と共に、各点毎の距離と高さのデータを出力する。
【００２８】
また、コンピュータ７０には、レーザ光の反射強度（受光するレーザ光の強度）、走行速度に対する障害物との距離、障害物の高さ、のそれぞれについて予め閾値を設定することができ、上述のようにして算出された各点毎の距離と高さ、レーザ光の反射強度と、それぞれの閾値とを比較する。そして、比較した結果、いずれの閾値に対しても算出結果の値が大きいと判定された場合には、後述する車両制御装置８０にブレーキ、操舵等の信号を出力する。
【００２９】
なお、障害物との距離について閾値を設けたのは、運転者による操作を優先させるためである。また、障害物の高さについて閾値を設けたのは、車両が乗り越えられる程度の障害物（例えば小石）等であれば、回避措置を採る必要が無いからである。さらに、レーザ光の反射強度に閾値を設けたのは、雨天時などの走行において、雨などの透過性の強い物体については回避措置を講じないように設定するために設けたものである。
【００３０】
前記表示装置９０はモニタを備え、上述のようにしてコンピュータ７０によって算出された走行路面の各点に対応した距離データと高さデータ、及びレーザ光の反射強度とを、数値あるいは３次元画像として、車両を運転する運転者が視認可能な状態で前記モニタ上に表示する（図６参照）。運転者は、前記モニタに表示された情報を確認することで、ブレーキ、操舵等の回避措置を採ることが可能となる。
【００３１】
取得したデータを３次元画像として表示する場合には、図６に示すように、断層状態に表される３次元画像を、車両の走行速度に応じて前方へ順次スライドさせて表示するように設定すると良い。これにより、障害物がレーザ照射範囲の死角に入った場合であっても、モニタ上で障害物との距離や障害物の高さ（大きさ）を確認することが可能となる。
【００３２】
前記車両制御装置８０は、前記コンピュータ７０からの制御信号に基づき、車両に備えられたブレーキ（不図示）、アクセル（不図示）、ハンドル（不図示）等のそれぞれに対応させて設けたアクチュエータ８２，８４，８６に対して動作信号を出力するものである。車両制御装置８０による自動制御により、運転者が気付かない衝突の危険を回避することが可能となる。なお、コンピュータ７０からの信号に基づいて警報器８８に信号を出力し、警報を発するようにしても良い。これにより、運転者に注意を促すことができる。
【００３３】
次に、衝突防止装置搭載車両１０におけるレーザ光照射範囲と、光学ユニット３０の（受光）視野の違いについて図７に示しその理由を説明する。ここで、図７（Ａ）は、側面図を示し、図７（Ｂ）は上面図を示す。図７から読み取れるように、光学ユニット３０の視野とレーザ光照射範囲とは、幅方向においては略等しい。しかし、車両進行方向の範囲については、光学ユニット３０の視野の方が明らかに広く設定されている。これは、レーザ光の照射範囲を含む広い範囲に視野を設定しておくことで、振動等の影響により視野範囲に変化が出た場合であっても、反射されたレーザ光を受光することができることによる。すなわち、光学ユニット３０の視野をレーザ光の照射範囲と完全に合致させることも技術的には可能であるが、この場合、光学ユニットの視野がレーザ光の照射範囲から外れると、レーザ光が受光できなくなってしまうのである。よって本実施形態では、特に高さ方向（車両進行方向）についての範囲で光学ユニットの視野を広く設定している。
【００３４】
次に、図８に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る衝突防止装置による処理の流れを説明する。
上記構成の衝突防止装置搭載車両１０ではまず、コンピュータ７０に対してレーザ光の反射強度、障害物との距離、障害物の高さ、のそれぞれについての閾値を設定する（ステップ１００）。なお、距離についての閾値は、車両の走行速度毎に詳細に設定しても良い。
【００３５】
３次元レーザレーダ１２を起動させ、車両を走行させる。これにより、振幅変調されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ（光学レンズ）２２によって車両の幅方向に広げられて走行路面に照射される。このため、照射されるレーザ光はファンビームとして走行路面をライン状に照らすこととなる。一方、受光側である光学ユニット３０では、ファンビームを照射されたエリア（ライン）散乱光（反射光）を全て集光して、マイクロミラー上に結像させる。
【００３６】
具体的に説明すると、図４に示すように、レーザ光照射ライン上のＡ点はマイクロミラーアレイ上のＢ点に位置するマイクロミラーに結像する。そして、設定された分解能に合せて設けられたマイクロミラーのそれぞれに各点から反射されたレーザ光が結像される。このとき、マイクロミラー制御回路４０は、タイミングコントローラ４２からのトリガ信号を受け、マイクロミラーを１次元アダマールコードに従ったパターンでＯＮ−ＯＦＦ制御する（ステップ１１０）。
【００３７】
マイクロミラーによって反射されたレーザ光は光検出器３６によって受光され、ミキサ６０を介して参照信号とミキシングされ、デジタル変換されてコンピュータ７０に記録される（ステップ１２０）。
コンピュータ７０に記録された反射光に関する全てのデータを１次元アダマール逆変換することで、各点毎の振幅と位相（距離と高さ）、及びレーザ光の反射強度を得る（ステップ１３０）。
【００３８】
得られた結果を表示装置９０のモニタに出力する（ステップ１４０）と共に、障害物との距離、障害物の高さ、及びレーザ光の反射強度の各データと、ステップ１００で予め定めた各データの閾値とを比較する（ステップ１５０）。
表示装置９０のモニタにデータが出力された結果、運転者による回避行動がとられた場合には、ステップ１１０へ回帰して再び走行路面上のデータを取得する（ステップ１６０）。
【００３９】
一方、ステップ１３０で求めた障害物との距離データ、障害物の高さデータ、及びレーザ光の反射強度の全てがステップ１００で定めた閾値を超える点があると判定された場合には、車両制御装置に信号を出力し、障害物の回避措置を採り（ステップ１７０）、ステップ１１０へ回帰する。なお、閾値を超えるデータが存在しない、あるいはいずれかのデータが閾値を超えない場合には、回避措置を採ること無くステップ１１０へ回帰する。
【００４０】
上記のような制御をタイミングコントローラによって一定周期で繰返し行うことで、車両の衝突防止を図る。
上記のような衝突防止装置であれば、３次元レーザレーダによって得られる３次元データの処理速度を向上させることができるため、実際の車両に搭載した場合であっても、走行に支障をきたすことが無い。
【００４１】
例えば、車両幅方向の分解能を１２８とし、計測ピッチを１０ｃｍとした場合、計測可能な最高時速は約７５ｋｍ／ｈとなる。これは、以下の計算により導き出すことができる数値である。
まず、１０２４×１２８個のＤＭＤ（Digital Micromirror Device）アレイを使用すると仮定する。ＤＭＤは１個のミラーにつき１ビットのＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）が用意されており、このメモリに１または０のデータを記憶させることで、このデータに従った方向にミラーを傾けることができる。
【００４２】
ここで、データの信号ビット幅を６４ｂｉｔ、周波数を１２０ＭＨｚとする。この場合、仮定したＤＭＤアレイの持つＳＲＡＭへ１，０のデータを書き込むために要する時間は、
【数４】
2006266801.tif 000006
となる。
【００４３】
また、ＳＲＡＭに記憶されたデータに従ってミラーを傾けるのに要する時間は約２０μｓｅｃである。また、分解能１２８の場合に必要とされるパターン数は１２８なので、マイクロミラーアレイを全てのパターンについて変化させるのに必要とされる時間は、
【数５】
2006266801.tif 000007
となる。この場合、１秒あたりの計測回数は、約２１１回となる。したがって、計測ピッチを１０ｃｍとすると、最高速度は、２１１０ｃｍ／ｓである。これを時速に換算すると約７５ｋｍ／ｈとなる。
【００４４】
なお、複数チャンネルの光検出器を使用した場合、１つのチャンネルで検出する車両幅方向の画素数が減るため、同一速度で走行する際の計測ピッチを短くすることができる。例えば、光検出器のチャンネル数を８、車両幅方向の分解能を１２８とすると、１つのチャンネルで検出する画素数は１２８／８＝１６となる。したがって、１次元アダマールのパターン数は１６で良くなる。
この場合の計測ピッチは、１０／８＝１．２５ｃｍとなる。
【００４５】
また、実施形態では照射するレーザ光の数は１つとして説明したが、受信信号のＳ／Ｎ比を向上させるために、照射するレーザ光の数を増やしても良い。受信信号のＳ／Ｎ比を向上させるために照射するレーザ光の数を増やした場合には、レーザ光の照射位置の違いから受光時のレーザ光の位相差を特定することが困難となり、適正な３次元データを得られない場合がある。これを防止するため、照射するレーザ光を複数にする場合には、レーザ光毎に識別信号を重畳させると良い。これにより、レーザ光毎の照射源のズレを特定することが可能となり、適正な３次元データを得ることが可能となる。なお、レーザ光に識別信号を重畳させた場合には、レーダ回路ユニット５０や、コンピュータ７０で復調処理を行い、到来したレーザ光の照射源を特定する必要がある。前記識別信号としては、ＰＮ（Pseudo Noise：擬似ノイズ）信号等であれば良い。
上述したように、本発明の衝突防止装置及び衝突防止装置搭載車両によれば、実用レベルの走行速度での３次元データ取得が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
なお、本発明の衝突防止装置は、車両以外、例えば船舶等に搭載したとしても、有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の衝突防止装置及び衝突防止装置搭載車両を示すブロック図である。
【図２】マイクロミラーアレイの動作状態を示す図である。
【図３】分解能を８とした場合のマイクロミラーのＯＮ−ＯＦＦパターンを示す図である。
【図４】レーザ光の受光状態のイメージを示す図である。
【図５】車両と障害物等との測距の原理を示す図である。
【図６】表示装置のモニタに表示される３次元画像の例を示す図である。
【図７】本発明の衝突防止装置搭載車両におけるレーザ光照射範囲と光学ユニットの読み取り視野の違いを示す図である。
【図８】衝突防止装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１０………衝突防止装置搭載車両、１２………３次元レーザレーダ、１４………車両、２０………レーザ照射ユニット、２２………シリンドリカルレンズ、２４………レーザ出力部、３０………光学ユニット、３２………光学レンズ、３４………プリズム、３６………光検出器、３８………マイクロミラー空間変調器、４０………マイクロミラー制御回路、４２………タイミングコントローラ、５０………レーダ回路ユニット、５２………高周波発振器（ＲＦ発振器）、５４………パワースプリッタ、５６………ＲＦアンプ、５８………９０°ハイブリッド、６０（６０ａ，６０ｂ）………ミキサ、６２（６２ａ，６２ｂ）………ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、６４………Ａ／Ｄコンバータ、６６………ＲＦアンプ、６８………パワースプリッタ、７０………演算手段（コンピュータ）、８０………車両制御装置、８２………ブレーキアクチュエータ、８４………アクセルアクチュエータ、８６………ハンドルアクチュエータ、８８………警報器、９０………表示装置。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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