(57)【要約】  【課題】  車両の対地速度を、簡易な構造で正確に測定することができる対地速度測定装置、及び対地速度測定方法を提供する。  【解決手段】  車両下部に設けた熱源１１により一定時間間隔で路面に形成された加熱領域１５を検出し、検出した加熱領域１５の間隔に基づいて車両の対地速度を測定する対地速度測定装置において、熱検出装置１２の下部に、車両１の前後方向に対称軸を有し、車両１の左右方向からの光を車両１の中央近傍に集光することが可能な光学機構１３を備え、加熱領域１５の車両の左右方向への変動量を抑制する。熱源１１はレーザ光を発するレーザ装置であり、光学機構１３は、円柱状の光学レンズである。【選択図】        図１
2006300840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両下部に設けた熱源と、該熱源により一定時間間隔で路面に形成された加熱領域を検出する熱検出装置とを備え、該熱検出装置により検出した加熱領域の間隔に基づいて車両の対地速度を測定する対地速度測定装置において、
前記熱検出装置の下部に、車両の前後方向に対称軸を有し、車両の左右方向からの光を車両の中央近傍に集光することが可能な光学機構を備えることを特徴とする対地速度測定装置。
【請求項２】
前記熱源はレーザ光を発するレーザ装置であることを特徴とする請求項１記載の対地速度測定装置。
【請求項３】
前記光学機構は、円柱状の光学レンズであることを特徴とする請求項１又は２記載の対地速度測定装置。
【請求項４】
前記光学レンズは、硫化亜鉛、ゲルマニウムのいずれかで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の対地速度測定装置。
【請求項５】
車両下部に設けた熱源により一定時間間隔で路面に形成された加熱領域を熱検出装置により検出し、該熱検出装置により検出した加熱領域の間隔に基づいて車両の対地速度を測定する対地速度測定方法において、
前記熱検出装置の下部に、車両の前後方向に対称軸を有し、車両の左右方向からの光を車両の中央近傍に集光することが可能な光学機構を備え、
加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を抑制することを特徴とする対地速度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する車両の路面に対する速度を測定する対地速度測定装置及び対地速度測定方法に関する。特に、車両が旋回、横滑り等している状態であっても精度良く車両の路面に対する速度を測定することができる対地速度測定装置及び対地速度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の電子制御が進展するに伴い、車両の走行安定性を向上すべく、制動装置の動作を制御する電子制御制動装置（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、車両の走行中の姿勢を制御する車両安定化制御装置（ＶＳＣ：Vehicle Stability Control)等が開発されている。これらの制御装置は、車両の速度を測定し、測定した車両の速度に応じて制動装置の動作又は車両の走行中の姿勢を制御する。
【０００３】
すなわち、ＡＢＳは、車輪に回転センサを設けて車輪回転を検出し、ブレーキ圧力が大きいときに車輪回転が停止すると、車輪と路面との間にスリップが存在すると判断して、ブレーキ圧力を断続制御する。一方、車両安定化制御装置（ＶＳＣ）として代表的な装置は、横すべり防止装置である。横すべり防止装置は、運転者が操作入力する操舵角（ハンドル角度）から、運転者が意図している進行方向を推算し、進行方向を維持することができるよう、駆動装置及び制動装置の動作を制御する。
【０００４】
しかし、上述したような車輪の回転を検出することにより車両の速度を導出する場合、車輪のスリップ、変形、空気圧の変動等を考慮することができず、正確に車両の対地速度を導出することができないという問題点があった。斯かる問題点を解決すべく、例えば特許文献１では、路面に対して電磁波ビームを出射し、路面で反射した電磁波ビームの周波数差又はパルス幅の変動に基づいて車両の対地速度を推定する対地速度センサが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、レーザ光を路面に向けて出射し、ドップラー効果による反射光の波長に基づいて車両の対地速度を推定する速度測定装置が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１２０５５４号公報
【特許文献２】特開平９−１７８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、路面には凹凸が存在し、斯かる凹凸の存在に起因して反射波が乱反射するおそれがあり、特許文献１及び２に開示してある対地速度測定装置では、反射波の進行方向が安定せず、反射波の周波数変化を誤認することにより、車両の対地速度を正確に推定することができないおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
また、車両が旋回している場合、車両が横滑りしている場合等には、反射波を受信することが困難である場合も多く、対地速度を推定することができない場合が生じうるという問題点もあった。
【０００８】
また、空間フィルタを用いた対地速度測定装置も開発されているが、価格が車両１台分の価格と同等又はそれ以上であることから、実用に耐えないという問題点もあった。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両の対地速度を、簡易な構造で正確に測定することができる対地速度測定装置、及び対地速度測定方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために第１発明に係る対地速度測定装置は、車両下部に設けた熱源と、該熱源により一定時間間隔で路面に形成された加熱領域を検出する熱検出装置とを備え、該熱検出装置により検出した加熱領域の間隔に基づいて車両の対地速度を測定する対地速度測定装置において、前記熱検出装置の下部に、車両の前後方向に対称軸を有し、車両の左右方向からの光を車両の中央近傍に集光することが可能な光学機構を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明に係る対地速度測定装置は、第１発明において、前記熱源はレーザ光を発するレーザ装置であることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明に係る対地速度測定装置は、第１又は第２発明において、前記光学機構は、円柱状の光学レンズであることを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明に係る対地速度測定装置は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記光学レンズは、硫化亜鉛、ゲルマニウムのいずれかで形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明に係る対地速度測定方法は、車両下部に設けた熱源により一定時間間隔で路面に形成された加熱領域を熱検出装置により検出し、該熱検出装置により検出した加熱領域の間隔に基づいて車両の対地速度を測定する対地速度測定方法において、前記熱検出装置の下部に、車両の前後方向に対称軸を有し、車両の左右方向からの光を車両の中央近傍に集光することが可能な光学機構を備え、加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を抑制することを特徴とする。
【００１５】
第１発明及び第５発明では、車両下部に設けた熱源により一定時間間隔で路面に形成された加熱領域を熱検出装置により検出し、検出した加熱領域の間隔に基づいて車両の対地速度を測定する対地速度測定方法において、熱検出装置の下部に、車両の前後方向に対称軸を有し、車両の左右方向からの光を車両の中央近傍に集光することが可能な光学機構を備え、加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を抑制する。これにより、車両が旋回している場合、横滑り状態である場合等に生じる加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を、光学機構により車両の左右方向からの光を中央近傍へと集約することで抑制することができ、熱検出装置により検出できない位置に加熱領域が変動することを未然に防止し、車両の前後方向の間隔をより正確に検出することにより、車両の対地速度をより正確に測定することが可能となる。
【００１６】
第２発明では、熱源として、レーザ光を発するレーザ装置を用いる。これにより、熱源をスポット状にすることにより、路面に形成される加熱領域もスポット状となり、加熱領域の車両の前後方向の位置の変動をより精度良く検出することができる。したがって、車両の対地速度をより正確に測定することが可能となる。
【００１７】
第３発明及び第４発明では、光学機構として、円柱状の光学レンズを用いる。これにより、車両の左右方向の光を、車両の左右方向の中心軸の近傍へと集光することができ、車両が旋回している場合、横滑り状態である場合等に生じる加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を抑制することにより、熱検出装置により検出できない位置に加熱領域が変動することを未然に防止し、車両の前後方向の間隔をより正確に検出することができる。したがって、車両の対地速度をより正確に測定することが可能となる。なお、光学レンズは、硫化亜鉛、ゲルマニウムのいずれかで形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
第１発明及び第５発明によれば、車両が旋回している場合、横滑り状態である場合等に生じる加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を、光学機構により車両の左右方向からの光を中央近傍へと集約することで抑制することができ、熱検出装置により検出できない位置に加熱領域が変動することを未然に防止し、車両の前後方向の間隔をより正確に検出することにより、車両の対地速度をより正確に測定することが可能となる。
【００１９】
第２発明によれば、熱源をスポット状にすることにより、路面に形成される加熱領域もスポット状となり、加熱領域の車両の前後方向の位置の変動をより精度良く検出することができる。したがって、車両の対地速度をより正確に測定することが可能となる。
【００２０】
第３発明及び第４発明によれば、車両の左右方向からの光を、車両の左右方向の中心軸の近傍へと集光することができ、車両が旋回している場合、横滑り状態である場合等に生じる加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を抑制することにより、熱検出装置により検出できない位置に加熱領域が変動することを未然に防止し、車両の前後方向の間隔をより正確に検出することができる。したがって、車両の対地速度をより正確に測定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】
【００２１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る対地速度測定装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、車両１の車体の下部に例えばレーザ光を発するレーザ装置のようなスポット状の熱源１１を設けてあり、熱源１１のやや後方に、路面２の熱分布を検出する熱検出装置として、路面２を撮像して路面２の温度分布を光学的に検出する遠赤外撮像部１２を設けている。本実施の形態での遠赤外撮像部１２は、車両の前後方向に長い撮像領域を有するラインセンサとし、加熱領域１５、１５、・・・をより確実に検出できるようにしている。もちろん、ラインセンサに限定されるものではない。
【００２２】
また、遠赤外撮像部１２の下部に、車両１の前後方向に中心軸を有する略円柱状である光学機構である集光レンズ１３を備えている。光学機構は、車両１の左右方向の光を中心軸の近傍に集光することができるものであれば足り、略円柱状の集光レンズ１３に限定されるものではない。図２は、本発明の実施の形態に係る対地速度測定装置の光学機構の例を示す斜視図である。
【００２３】
集光レンズ１３の断面形状は、図２（ａ）に示すように略円柱状に限定されるものではなく、例えば図２（ｂ）に示すように、楕円形状であっても良いし、図２（ｃ）に示すように、少なくとも２つの楕円形状を組み合わせた形状であっても良い。いずれの場合も、中心軸近傍に入射する光はそのまま通過する。また、車両１が旋回している場合、横滑りしている場合等のように、熱源１１により生成された加熱領域１５、１５、・・・の位置が車両１の左右方向に大きく変動する場合、加熱領域１５、１５、・・・の温度を示す光は、例えばミラー３１、３２で反射して、車両１の中心線近傍に配置してある遠赤外撮像部１２へと集光される。
【００２４】
一方、車両１の前後方向については、加熱領域１５、１５、・・・が生成される位置は、車両の速度のみに依存することから、熱源１１のレーザ発光間隔が変動しない限り大きく変動しない。したがって、一定間隔で発光されたレーザ光により形成された加熱領域の位置を正確に把握することができるようになっている。
【００２５】
熱源１１は、内蔵する制御装置により、一定時間間隔ｔでレーザ光を路面２に向けて発する。レーザ光を受けた路面２は、レーザ光により加熱され、周囲に比べて温度が高い加熱領域となる。遠赤外撮像部１２は、路面２に生じた加熱領域１５を、撮像した画像の輝度の変化している領域として検出する。
【００２６】
図３は、本発明の実施の形態に係る対地速度測定装置の加熱領域１５、１５、・・・の検出方法を模式的に示す図である。加熱領域１５、１５、・・・は、熱源１１が一定時間間隔ｔごとに路面２に生成しており、車両１の前後方向（矢印方向）に車両１の対地速度に応じて生成している。車両１が旋回している場合、横滑りしている場合等は、図３（ａ）に示すように、路面２上で加熱領域１５、１５、・・・が生成される位置が、車両１の左右方向に大きく変動する。
【００２７】
しかし、集光レンズ１３を、中心軸が車両１の前後方向となるようラインセンサ（遠赤外撮像部１２）の下部に配置することにより、撮像された画像は図３（ｂ）のようになる。すなわち、車両１の左右方向に大きく変動した加熱領域１５、１５、・・・の光は集光レンズ１３の外縁部に入光し、車両の中心線近傍へと集光される。したがって、従来対地速度を正確に求めることが困難であった車両が旋回している場合、車両が横滑りしている場合等であっても、加熱領域１５、１５、・・・が修正位置１５’、１５’、・・・へと修正されることにより、ラインセンサの検出領域から突出することもなく、車両１の前後方向の距離を確実に求めることができる。
【００２８】
車両の前後方向の距離をＬ１、Ｌ２とした場合、平均間隔ＬはＬ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２で求まることから、車両の対地速度Ｖは（数１）により算出することができる。
【００２９】
（数１）
Ｖ＝Ｌ／ｔ
【００３０】
また、路面に凹凸が存在する場合であっても、車両の前後方向に乱反射されたときは、そのまま平均値を求めて車両の対地速度Ｖを算出すれば良いし、車両の左右方向に乱反射されたときは、集光レンズ１３により中心線の近傍に集光され、車両の前後方向の距離を容易にもとめることができることから、（数１）を用いて車両の対地速度Ｖを確実に算出することが可能となる。
【００３１】
なお、熱源１１であるレーザ光を発するレーザ装置の発光間隔を変動させることにより、低速から高速まで広範囲の対地速度を算出することができる。すなわち、低速である場合にはレーザ装置の発光間隔を長く、高速である場合には発光間隔を短くすることにより、確実に対地速度を算出することが可能となる。
【００３２】
また、熱源１１はレーザ装置に限定されるものではなく、例えばエンジンからの排気ガスを路面に間欠的に吹き付けるものであっても良い。この場合、廃熱を利用することにより、高価なレーザ装置等を設ける必要がなく、より安価に対地速度を測定することが可能となる。
【００３３】
以上のように本実施の形態によれば、車両が旋回している場合、横滑り状態である場合等に生じる加熱領域の位置の車両の左右方向の変動を、光学機構により車両の左右方向からの光を中央近傍へと集約することで抑制することができ、熱検出装置により検出できない位置に加熱領域が変動することを未然に防止し、車両の前後方向の間隔をより正確に検出することにより、車両の対地速度をより正確に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る対地速度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る対地速度測定装置の光学機構の例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る対地速度測定装置の加熱領域の検出方法を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  車両
１１  熱源（レーザ装置）
１２  遠赤外撮像部（熱検出装置）
１３  集光レンズ（光学機構）
１５  加熱領域
３１、３２、３３、３４  ミラー
Ｌ  平均距離間隔
Ｌ１、Ｌ２  車両の前後方向の距離
Ｖ  対地速度
【図１】
2006300840.tif 000003
【図２】
2006300840.tif 000004
【図３】
2006300840.tif 000005