(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送信し該電磁波が物体（Ｔ）に反射された反射波を受信することにより前記物体（Ｔ）を検知する物体検知装置において、
物体（Ｔ）を検知する検知エリアを複数の小検知エリアに分割し、各小検知エリア毎に電磁波の送信および反射波の受信を行う送受信手段（１〜４，４′）と、
前記検知エリアにおける前記各小検知エリア毎の反射波の受信結果を該検知エリアに亘って加算する加算手段（３２）と、
前記加算手段（３２）による加算結果に基づいて、前記検知エリアに存する物体（Ｔ）を検知する物体検知手段（２８）とを備え、
前記送受信手段（１〜４，４′）は、前記小検知エリアを前記検知エリアの全域に亘って走査しながら電磁波の送信および反射波の受信を行い、
前記加算手段（３２）は、物体（Ｔ）までの距離毎に反射波の受信レベル信号を加算し、
前記物体検知手段（２８）は、検知エリアに含まれる全ての小検知エリアの走査が完了した後の加算結果に基づいて物体（Ｔ）を検知することを特徴とする物体検知装置。
【請求項２】
前記物体検知手段（２８）は、加算された反射波の受信レベル信号に基づいて物体（Ｔ）までの距離を検知することを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項３】
前記加算手段（３２）は、前記各小検知エリア毎に、電磁波の送信から反射波の受信までの時間差に応じて前記反射波の受信レベル信号を加算することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の物体検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザーやミリ波よりなる電磁波を物体に向けて送信し、その反射波を受信することにより前記物体を検知する物体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６はターゲットＴとしての前走車の距離や方向を検知するための従来の物体検知装置を示すもので、車両Ｖの前部に設けたレーダー装置から前方に送信される電磁波を上下方向および左右方向に走査し、ターゲットＴのリフレクタにより反射された反射波を受信することによりターゲットＴの距離および方向を検知するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のものは、ターゲットＴがリフレクタを持たない場合や、リフレクタが汚れている場合に充分な反射波を受信することができず、そのためにターゲットＴを確実に検知できない可能性があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電磁波が物体に反射される反射状態に関わらず該物体を確実に検知できる物体検知装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載され発明は、電磁波を送信し該電磁波が物体に反射された反射波を受信することにより前記物体を検知する物体検知装置において、物体を検知する検知エリアを複数の小検知エリアに分割し、各小検知エリア毎に電磁波の送信および反射波の受信を行う送受信手段と、前記検知エリアにおける前記各小検知エリア毎の反射波の受信結果を該検知エリアに亘って加算する加算手段と、前記加算手段による加算結果に基づいて、前記検知エリアに存する物体を検知する物体検知手段とを備え、前記送受信手段は、前記小検知エリアを前記検知エリアの全域に亘って走査しながら電磁波の送信および反射波の受信を行い、前記加算手段は、物体までの距離毎に反射波の受信レベル信号を加算し、前記物体検知手段は、検知エリアに含まれる全ての小検知エリアの走査が完了した後の加算結果に基づいて物体を検知することを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、物体を検知する検知エリアを分割してなる複数の小検知エリア毎に電磁波の送信および反射波の受信を行い、それら小検知エリア毎の反射波の受信結果を前記検知エリアに亘って加算した結果に基づいて、検知エリアに存する物体を検知するので、検知エリアに存する物体が電磁波を反射し難いために個々の小検知エリアにおける反射波の受信レベル信号が小さい場合でも、検知エリア全体として物体を確実に検知することができる。
【０００７】
特に、小検知エリアを検知エリアの全域に亘って走査しながら電磁波の送信および反射波の受信を行うので、検知エリアの全域で物体を速やかにかつ漏れなく検知することができる。しかも物体までの距離毎に反射波の受信レベル信号を加算するので、複数の物体を同時に検知することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記物体検知手段は、加算された反射波の受信レベル信号に基づいて物体までの距離を検知することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、加算された反射波の受信レベル信号に基づいて物体までの距離を検知するので、雨や雪からの反射波の影響を排除して目的とする物体の距離を確実に検知することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記加算手段が、前記各小検知エリア毎に、電磁波の送信から反射波の受信までの時間差に応じて前記反射波の受信レベル信号を加算することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、各小検知エリア毎の送信から受信までの時間差に応じて反射波の受信レベル信号を加算し、その加算結果に基づいて物体の距離を検知するので、物体が電磁波を反射し難いために個々の小検知エリアにおける反射波の受信レベル信号が小さい場合でも、また雨や雪からの反射波が存在する場合でも物体の距離を確実に検知することができる。
【００１２】
尚、第１実施例では送光部１、送光走査部２、受光部３および受光走査部４が送受信手段を構成し、第２実施例では送光部１、送光走査部２、受光部３および送受光走査部４′が送受信手段を構成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図１１は本発明の第１実施例を示すもので、図１は物体検知装置のブロック図、図２は物体検知装置の斜視図、図３は走査方式の説明図、図４は検知エリアの分割パターンの説明図、図５は物体検知装置の要部のブロック図、図６は検知エリアおよび小検知エリアの説明図、図７は作用を説明するフローチャートの第１分図、図８は作用を説明するフローチャートの第２分図、図９〜図１１は作用の説明図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、例えば前走車よりなるターゲットＴの距離および方向を検知するための物体検知装置は、送光部１と、送光走査部２と、受光部３と、受光走査部４と、距離計測処理部５とから構成される。送光部１は、送光レンズを一体に備えたレーザーダイオード１１と、レーザーダイオード１１を駆動するレーザーダイオード駆動回路１２とを備える。送光走査部２は、レーザーダイオード１１が出力したレーザーを反射させる送光ミラー１３と、送光ミラー１３を上下軸１４周りに往復回動させるモータ１５と、モータ１５の駆動を制御するモータ駆動回路１６とを備える。送光ミラー１３から出るレーザービームは左右幅が制限されて上下方向に細長いパターンを持ち、それが２００ｍｓｅｃの周期で左右方向に走査される。
【００１６】
受光部３は、受光レンズ１７と、受光レンズ１７で収束させた反射波を受けて電気信号に変換するフォトダイオード１８と、フォトダイオード１８の出力信号を増幅する受光アンプ回路１９とを備える。受光走査部４は、ターゲットＴからの反射波を反射させて前記フォトダイオード１８に導く受光ミラー２０と、受光ミラー２０を左右軸２１周りに往復回動させるモータ２２と、モータ２２の駆動を制御するモータ駆動回路２３とを備える。受光ミラー２０によって５ｍｓｅｃの周期で上下方向に走査される受光エリアは、上下幅が制限されて左右方向に細長いパターンを持つ。
【００１７】
距離計測処理部５は、前記レーザーダイオード駆動回路１２やモータ駆動回路１６，２３を制御する制御回路２４と、クルーズコントロール装置や自動ブレーキ装置を制御する電子制御ユニット２５との間で通信を行う通信回路２６と、レーザーの受光レベル信号を記憶するメモリ回路２７と、前記メモリ回路２７に記憶されたデータに基づいてターゲットＴまでの距離を算出する物体検知手段としての中央演算処理装置２８とを備える。
【００１８】
而して、図３および図４に示すように、物体検知装置の上下方向に細長いレーザービームは２００ｍｓｅｃの周期で左右方向に走査されるとともに、物体検知装置の左右方向に細長い受光エリアは５ｍｓｅｃの周期で上下方向に走査され、レーザービームと受光エリアとが交わる部分が１つの小検知エリアになる。全検知エリアは縦方向に１０分割され横方向に４０分割された合計４００個の小検知エリアの集合からなり、全検知エリアに含まれる４００個の小検知エリアの全てが２００ｍｓｅｃの間にジグザグに走査される。
【００１９】
図６に示すように、全検知エリアは左右方向に配置された第１〜第５検知エリアによって区画されており、小検知エリアは最初の４０ｍｓｅｃで左端の第１検知エリアを走査し、次の４０ｍｓｅｃで第２検知エリアを走査し、同様にして４０ｍｓｅｃ毎に、第３検知エリア、第４検知エリアおよび第５検知エリアを走査することにより、２００ｍｓｅｃ毎に第１〜第５検知エリアの走査を完了する。１つの検知エリアの大きさは、通常の車間距離にあるターゲットＴの全体が含まれる程度の大きさに設定される。
【００２０】
次に、物体検知装置の要部の構成を図５に基づいて説明する。
【００２１】
受光部３に接続されたメモリ回路２７は、受光部３で受信した反射波の受信レベル信号をＡＤ変換するＡＤコンバータ２９と、ＡＤ変換された受信レベル信号を一時的に保持するラッチ回路３０と、ラッチ回路３０に一定周期のパルス信号を出力する基本クロック回路３１とを備える。ラッチ回路３０に接続された加算手段としての加算メモリ３２はＲＡＭより構成され、２００個の記憶領域［Ｄ１］、［Ｄ２］…［Ｄ１９９］、［Ｄ２００］を備えており、それぞれの記憶領域は車両Ｖから前方に測った０．５ｍ毎の距離に対応している。従って、例えば［Ｄ２］は距離１ｍに対応し、［Ｄ１００］は距離５０ｍに対応し、［Ｄ２００］は距離１００ｍに対応する。加算メモリ３２は、ターゲットＴの左右位置およびターゲットＴとの距離を演算する中央演算処理装置２８に接続される。尚、前記距離０．５ｍは、基本クロック回路３１が出力するパルス信号の周期に対応している。
【００２２】
また中央演算処理装置２８には、検知されたターゲットＴの距離および方向を記憶すべく、ＲＡＭよりなるターゲットメモリ３３が接続される。ターゲットメモリ３３は複数の記憶領域［Ｔ０］、［Ｔ１］…を備えており、複数のターゲットＴ…が検知されたときに、その距離および方向が順次記憶される。
【００２３】
次に、本発明の実施例の作用を、図７および図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２４】
先ず、ステップＳ１で１つの小検知エリアに対するレーザービームの送信および反射波の受信を行い、ステップＳ２で受信した反射波の受信レベル信号を基本クロック回路３１が出力するパルス信号毎にＡＤコンバータ２９でＡＤ変換し、ステップＳ３で前記ＡＤ変換されたデータを加算メモリ３２の所定の記憶領域に記憶する。即ち、例えば車両Ｖから距離５０ｍ前方のターゲットＴからの反射波が受信されると、その反射波の受信レベル信号をＡＤ変換したデータは距離５０ｍに対応する［Ｄ１００］の記憶領域に記憶される。このとき、記憶されるデータの大きさ（受信レベル信号のＡＤ変換値）は反射波の受信レベル信号の大きさに対応している。
【００２５】
上記ステップＳ１〜Ｓ３は、第１検知エリアに含まれる１０×８＝８０個の小検知エリアの全ての走査が完了するまで繰り返し行われる（ステップＳ５参照）。この場合、例えば車両Ｖから距離５０ｍ前方にターゲットＴの車体後面が存在すれば、その車体後面をカバーする複数の小検知エリアに対応する複数のデータ（図９の受信１，２，３…参照）が、同じ［Ｄ１００］の記憶領域に加算されて記憶される。そして、ステップＳ４で第１検知エリアの全ての小検知エリアが走査されて８０個のデータが距離毎に加算されて記憶されると、ステップＳ６に移行する。
【００２６】
続くステップＳ６において、加算メモリ３２に記憶されているデータのうち、予め設定された閾値（図９参照）を越えるデータをピークポイントとして抽出する。例えば車両Ｖから距離５０ｍ前方にターゲットＴの車体後面が存在すれば、記憶領域［Ｄ１００］に加算されて記憶されたデータがピークポイントとして抽出されることになる。そしてステップＳ７において、ピークポイントのデータが記憶された記憶領域［Ｄ１００］のアドレスからターゲットＴの距離が５０ｍであることを検知するとともに、ステップＳ８において、走査が行われた検知エリアの番号からターゲットＴの方向を検知する。例えば、図６に示す例では、第３検知エリアおよび第４検知エリアにおいてピークポイントとして抽出されるため、車両Ｖの正面の第３検知エリアの方向と、その更に右寄りの第４検知エリアの方向とにそれぞれターゲットＴ，Ｔが存在することが検知される。
【００２７】
ステップＳ９で第１検知エリアにおける全てのピークポイントの抽出が完了すると、ステップＳ１０において、前記抽出されたピークポイントに対応するターゲットＴの距離および方向をターゲットメモリ３３の記憶領域に記憶する。第１検知エリアにおいて例えば３個のピークポイントが抽出されれば、それらのデータがターゲットメモリ３３の３個の記憶領域［Ｔ０］，［Ｔ１］，［Ｔ２］に記憶される。そしてステップＳ１１で加算メモリ３２をクリアする。
【００２８】
このようにして第１検知エリアの物体検知が完了すると、同様にして第２検知エリア〜第５検知エリアに物体検知を順次実行し、その結果ステップＳ１２で第１検知エリア〜第５検知エリアに物体検知が全て完了すると、ステップＳ１３でターゲットメモリに記憶されたターゲットＴの距離および方向のデータを、例えばクルーズコントロール装置や自動ブレーキ装置に出力した後に、ステップＳ１４でターゲットメモリ３３をクリアする。
【００２９】
而して、図９に示すように、従来の物体検知装置ではターゲットＴがリフレクタを持たなかったり汚れたりしていると充分な受信レベル信号が得られないために検知不能になるが、本実施例では個々の小検知エリアの受信レベル信号が小さいものであっても、それらの加算値を閾値と比較することによりターゲットＴを確実に検知することができる。
【００３０】
また図１０に示すように、従来の物体検知装置では降雨時や降雪時にターゲットＴの手前の雨や雪を検知してしまってターゲットＴそのものが検知不能になるが、本実施例では雨や雪の影響を排除してターゲットＴを確実に検知することができる。なぜならば、雨や雪の距離はランダムであるため、その受信レベル信号の加算値が閾値を越えることはないが、雨や雪よりも寸法の大きいターゲットＴは複数の小検知エリアに跨がって存在するため、その受信レベル信号の加算値が閾値を越えるからである。
【００３１】
また図１１に示すように、従来の物体検知装置では共通の検知エリアに複数のターゲットＴ…が存在する場合、第１のターゲットＴからの反射波の受信レベル信号の加算値が閾値を越えるとその時点で受信レベル信号の加算が中止されるので、第２、第３のターゲットＴ…を検知することができなかった。しかしながら、本実施例では検知エリアに含まれる全ての小検知エリアの反射波の受信レベル信号を加算した後に、それら加算値を閾値と比較するので、複数のターゲットＴ…を検知することが可能となる（図７のフローチャートのステップＳ６〜Ｓ８参照）。
【００３２】
次に、図１２〜図１５を参照して物体検知装置の第２実施例を説明する。
【００３３】
図１および図２に示す第１実施例と、図１２および図１３に示す第２実施例とを比較すると明らかなように、第２実施例の物体検知装置は、第１実施例の物体検知装置の受光走査部４に代えて送受光走査部４′を備える。送受光走査部４′は、送受光ミラー２０′と、送受光ミラー２０′を左右軸２１′周りに往復回動させるモータ２２′と、モータ２２′の駆動を制御するモータ駆動回路２３′とを備える。送光ミラー１３で反射されたレーザービームは送受光ミラー２０′により再度反射され、上下方向および左右方向の幅が制限されたスポット状のレーザービームが左右方向および上下方向に走査される。
【００３４】
図１４および図１５に示すように、送光ミラー１３の往復回動によるレーザービームの左右方向の走査周期は２００ｍｓｅｃであり、送受光ミラー２０′の往復回動によるレーザービームの上下走査周期は５ｍｓｅｃである。そして前記送受光ミラー２０′の往復回動によって受光エリアを上下方向に走査することにより、その受光エリアの上下走査周期も前記レーザービームの上下走査周期と同一の５ｍｓｅｃになる。
【００３５】
而して、第１実施例と同様に、１つの検知エリアは縦方向に１０分割され横方向に４０分割された合計４００個の小検知エリアの集合からなり、１つの検知エリアに含まれる全ての小検知エリアは２００ｍｓｅｃの間にジグザグに走査される。そして第１検知エリア〜第５検知エリアの走査は、２００ｍｓｅｃ毎に順次実行される。
【００３６】
而して、この第２実施例によっても前述した第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３８】
例えば、実施例の物体検知装置はレーザーを用いているが、レーザーに代えてミリ波等の他の電磁波を用いることができる。また各検知エリアを構成する小検知エリアの数は実施例の４００個に限定されるものではなく、検知エリアの数も実施例の５個に限定されるものではない。またターゲットＴは前走車に限らず道路の固定物であっても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、物体を検知する検知エリアを分割してなる複数の小検知エリア毎に電磁波の送信および反射波の受信を行い、それら小検知エリア毎の反射波の受信結果を前記検知エリアに亘って加算した結果に基づいて、該検知エリアに存する物体を検知するので、検知エリアに存する物体が電磁波を反射し難いために個々の小検知エリアにおける反射波の受信レベル信号が小さい場合でも、検知エリア全体として物体を確実に検知することができる。
【００４０】
特に、小検知エリアを検知エリアの全域に亘って走査しながら電磁波の送信および反射波の受信を行うので、検知エリアの全域で物体を速やかにかつ漏れなく検知することができる。しかも物体までの距離毎に反射波の受信レベル信号を加算するので、複数の物体を同時に検知することができる。
【００４１】
また請求項２に記載された発明によれば、加算された反射波の受信レベル信号に基づいて物体までの距離を検知するので、雨や雪からの反射波の影響を排除して目的とする物体の距離を確実に検知することができる。
【００４２】
また請求項３に記載された発明によれば、各小検知エリア毎の送信から受信までの時間差に応じて反射波の受信レベル信号を加算し、その加算結果に基づいて物体の距離を検知するので、物体が電磁波を反射し難いために個々の小検知エリアにおける反射波の受信レベル信号が小さい場合でも、また雨や雪からの反射波が存在する場合でも物体の距離を確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  物体検知装置のブロック図
【図２】  物体検知装置の斜視図
【図３】  走査方式の説明図
【図４】  検知エリアの分割パターンの説明図
【図５】  物体検知装置の要部のブロック図
【図６】  検知エリアおよび小検知エリアの説明図
【図７】  作用を説明するフローチャートの第１分図
【図８】  作用を説明するフローチャートの第２分図
【図９】  作用の説明図
【図１０】  作用の説明図
【図１１】  作用の説明図
【図１２】  第２実施例の物体検知装置のブロック図
【図１３】  第２実施例の物体検知装置の斜視図
【図１４】  第２実施例の走査方式の説明図
【図１５】  第２実施例の検知エリアの分割パターンの説明図
【図１６】  従来技術の説明図
【符号の説明】
Ｔ      ターゲット（物体）
１      送光部（送受信手段）
２      送光走査部（送受信手段）
３      受光部（送受信手段）
４      受光走査部（送受信手段）
４′    送受光走査部（送受信手段）
２８    中央演算処理装置（物体検知手段）
３２    加算メモリ（加算手段）
【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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【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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