(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内より電磁波を出射し、その反射波を検出し、該反射波に基づいて外部の物体を検出する車載用レーダーであって、
所定の電磁波を発生し、車両外部の所定の方向に規定される物体検出領域に向けて前記電磁波を出射する電磁波出射手段と、
前記車両に設けられた部材であって、前記物体検出領域外で且つ当該領域近傍の前記電磁波の出射方向を規定する所定の位置に設けられ、前記出射された電磁波が入射された場合に当該電磁波を反射する反射部材と、
前記電磁波出射手段から出射され前記反射部材により反射された反射波について、少なくとも当該反射波の有無を検出する反射波検出手段と、
前記反射波の検出結果に基づいて、前記電磁波の出射方向が適切に前記物体検出領域方向となっているか否かを判定する出射方向判定手段と
を有する車載用レーダー。
【請求項２】
前記反射波検出手段は、前記反射波の検出結果に基づいて、前記反射部材の方向を検出し、
前記出射方向判定手段は、前記検出された前記反射部材の方向を予め設定されている当該反射部材の基準の方向と比較することにより、前記電磁波が前記物体検出領域に適切に出射されているか否かを判定する
請求項１に記載の車載用レーダー。
【請求項３】
前記電磁波出射手段は、外部物体検出時には、所定の方向に第１の広がり角度で広がる電磁波を出射することにより前記物体検出領域に向けて電磁波を出射し、出射方向判定時には、前記外部物体検出時と同じ方向で前記第１の広がり角度よりも広角な第２の広がり角度で広がる電磁波を出射し、
前記反射部材は、前記第１の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲外であって、前記第２の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲内の所定の位置に設けられ、
前記反射波検出手段は、前記出射方向判定時に前記反射部材により反射された反射波に基づいて、前記反射部材の方向を検出する
請求項２に記載の車載用レーダー。
【請求項４】
前記反射波検出手段は、前記反射波に基づいて前記反射部材の方向を検出し、
前記出射方向判定手段は、前記検出された前記反射部材の方向に基づいて前記電磁波の出射方向のずれを検出し、
前記電磁波出射手段は、前記電磁波の出射方向のずれを補正して、前記電磁波を車両前方の所定の方向に出射する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載用レーダー。
【請求項５】
前記出射方向判定手段は、前記反射波検出手段において、前記反射部材からの反射波が検出されないときには、前記判定を行わない
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車載用レーダー。
【請求項６】
前記反射波検出手段は、前記反射部材により反射された反射波の有無を判定し、
前記出射方向判定手段は、前記反射部材により反射された反射波が検出された場合に、前記電磁波の出射方向が適切でないと判定する
請求項１に記載の車載用レーダー。
【請求項７】
前記電磁波出射手段は、所定の方向に所定の広がり角度で広がる電磁波を出射し、
前記反射部材は、前記電磁波の前記広がる方向における両端部の近接する位置に、各々１個以上設けられる
請求項６に記載の車載用レーダー。
【請求項８】
前記電磁波出射手段は、所定の方向に所定の広がり角度で広がるように電磁波ビームを掃引することにより、前記物体検出領域に対して電磁波を出射するスキャニング型の装置である
請求項１〜７のいずれか一項に記載の車載用レーダー
【請求項９】
前記電磁波出射手段は、前記所定の角度で広がる単一ビームの電磁波を前記方向に出射することにより、前記物体検出領域に対して電磁波を出射する
請求項１〜７のいずれか一項に記載の車載用レーダー。
【請求項１０】
車両内から車両外部の所定の方向に規定される物体検出領域に向けて電磁波を出射し、該出射した電磁波の反射波を検出し、該反射波に基づいて外部の物体を検出する車載用レーダーの検査方法であって、
前記車両に設けられた反射部材であって、前記物体検出領域外で且つ当該領域近傍の前記電磁波の出射方向を規定する位置に設けられた反射部材により反射された反射波の少なくとも有無を検出し、
前記反射波の検出結果に基づいて、前記電磁波の出射方向が適切に前記物体検出領域方向となっているか否かを判定する
車載用レーダーの検査方法。
【請求項１１】
前記検出された前記反射部材の方向を予め設定されている当該反射部材の基準の方向と比較することにより、前記電磁波が前記物体検出領域に適切に出射されているか否かを判定する
請求項１０に記載の車載用レーダーの検査方法。
【請求項１２】
前記電磁波は、外部物体検出時には、所定の方向に第１の広がり角度で広がるように前記物体検出領域に向けて出射され、検査時には、前記外部物体検出時と同じ方向で前記第１の広がり角度よりも広角な第２の広がり角度で広がるように出射され、
前記反射部材は、前記第１の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲外であって、前記第２の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲内の所定の位置に設けられ、
前記検査時に前記第２の広がり角度で広がるように出射された電磁波の反射波に基づいて、前記反射部材の方向を検出する
請求項１１に記載の車載用レーダーの検査方法。
【請求項１３】
前記反射部材により反射された反射波が検出された場合に、前記電磁波の出射方向が適切ではないと判定する
請求項１０に記載の車載用レーダーの検査方法。
【請求項１４】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の車載用レーダーと、
前記電磁波が前記物体検出領域に適切に出射されている場合に、前記検出された前記車外の物体により反射された反射波に基づいて、少なくとも当該物体までの距離を算出する距離算出手段と
を有することを特徴とする車間距離計測装置。
【請求項１５】
前記出射方向判定手段における、前記電磁波の出射方向の判定は、当該車間距離計測装置が動作可能な状態とされた時に行う
請求項１４に記載の車間距離計測装置。
【請求項１６】
前記出射方向判定手段における、前記電磁波の出射方向の判定は、車両が停止している時に行う
請求項１４又は１５に記載の車間距離計測装置。
【請求項１７】
前記出射方向判定手段における、前記電磁波の出射方向の判定は、所定の時間間隔で行う
請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の車間距離計測装置。
【請求項１８】
前記出射方向判定手段において前記電磁波が前記車両前方の所定の方向に適切に出射されていないと判定された場合に、当該判定結果を運転者に通知する通知手段
をさらに有する請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の車間距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば乗用自動車などの車両に搭載され、レーザービームなどの電磁波ビームを車両前面に出射しその反射光を検出することにより車両前方の物体を検出する車間距離計測装置などのレーダーシステムに関し、特に、電磁波ビームが所定の方向に適切に出射されているか否かを検査することのできる車載用レーダーおよびその検査方法、および、そのような車載用レーダーを用いた車間距離計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車間距離計測装置としては、自車両から前方に向けてレーザー光などの電磁波を出射し、物体に反射して戻ってくる反射レーザー光を受光し、これに基づいて前方の物体までの距離を検出する装置が知られている。またこの際、物体までの距離とともに、物体の存在する方位角度（以後、方向と言う）を検出する装置も知られている。
このような車間距離計測装置において、物体の存在方向は、自車両に対する相対的な方向として検出されており、これを厳密に検出するためには、出射レーザー光の光軸方向を正確に確定するあるいは正確に知る必要がある。
【０００３】
そこで、光軸の基準方向からのずれ量を検出する方法がいくつか提案されており、例えば、特開平７−１２０５５５号公報に記載の装置が開示されている。
この装置においては、直線道路走行時にレーダーが検出する路側のリフレクタ配列からレーダーの光軸方向を推定・記憶し、その後の直進状態検出時に検出されるリフレクタ配列から以前の光軸方向とのずれ量を検出し、光軸方向を補正するようにしている。より具体的には、自車両が走行中に操舵角や車速などから直進走行中であることを推定し、その時にレーダーが検出する路側反射物の配列情報を基準にして光軸方向を記憶し、その後の統計的な処理により光軸のずれ量を推定算出し、光軸方向を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１２０５５５号公報に記載の装置においては、必ずしも規則的に配列しているとは限らない路側停止物の情報や、常に挙動が安定しているとは限らない操舵角、車速の情報を使用しており、使用する情報に不確定要素が多い。そのため、十分な信頼度で軸ずれを検出するには複雑で大量の統計処理を行わなければならず、その結果、軸ずれを検出するまで、あるいは軸ずれの判断を行うまでに時間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、出射電磁波の軸ずれを精度よく簡単に検出することのできる車載用レーダーを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、出射電磁波の軸ずれを精度よく簡単に検出することのできる車載用レーダーの検査方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、出射電磁波の軸ずれを精度よく簡単に検出することができ、これにより前方物体までの距離を適切に検出することのできる車間距離計測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の第１の観点によれば、本発明の車載用レーダーは、車両内より電磁波を出射し、その反射波を検出し、該反射波に基づいて外部の物体を検出する車載用レーダーであって、所定の電磁波を発生し、車両外部の前記電磁波の出射方向を規定する所定の方向に規定される物体検出領域に向けて前記電磁波を出射する電磁波出射手段と、前記車両に設けられた部材であって、前記物体検出領域外で且つ当該領域近傍の所定の位置に設けられ、前記出射された電磁波が入射された場合に当該電磁波を反射する反射部材と、 前記電磁波出射手段から出射され前記反射部材により反射された反射波について、少なくとも当該反射波の有無を検出する反射波検出手段と、前記反射波の検出結果に基づいて、前記電磁波の出射方向が適切に前記物体検出領域方向となっているか否かを判定する出射方向判定手段とを有する（請求項１）。
【０００７】
このような構成の車載用レーダーにおいては、電磁波出射手段により出射し車両外部に出射する電磁波に対して、電磁波が通過する領域外であってその領域の近傍に反射部材を配置したため、電磁波が反射部材の近傍を通過する状態となる。そのため、電磁波が物体検出領域に適正に出射されている場合には反射部材から反射光は得られないが、電磁波の出射方向がずれた場合には、反射部材からの反射光が検出される。そこで、反射波検出手段において反射部材からの反射波の少なくともその有無を観察しておくことにより、この変化を検出し、出射方向判定手段において電磁波の出射方向が適切か否かを判定する。
【０００８】
前記発明において、出射する電磁波は、たとえば電波、熱波、光波、Ｘ線などの電解および磁界によって特性づけられる任意の電磁放射波でよい。
また、当該電磁波の出射方向は、当該レーダーの用途に応じて、車両の前後、左右、上下などの任意の方向でよい。
また、反射部材は、前記発明に記載の通り、電磁波が通過する領域外であって、当該領域近傍の適切な位置に配置されるが、当該近傍の位置とは、最大でも、電磁波の出射方向のずれの許容限度に相当する位置である。
【０００９】
本発明はこれに限定されるものではないが、好適な例としては、前記反射波検出手段は、前記反射波の検出結果に基づいて、前記反射部材の方向を検出し、前記出射方向判定手段は、前記検出された前記反射部材の方向を予め設定されている当該反射部材の基準の方向と比較することにより、前記電磁波が前記物体検出領域に適切に出射されているか否かを判定する（請求項２）。
【００１０】
さらに好適かつ具体的な例としては、前記電磁波出射手段は、外部物体検出時には、所定の方向に第１の広がり角度で広がる電磁波を出射することにより前記物体検出領域に向けて電磁波を出射し、出射方向判定時には、前記外部物体検出時と同じ方向で前記第１の広がり角度よりも広角な第２の広がり角度で広がる電磁波を出射し、前記反射部材は、前記第１の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲外であって、前記第２の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲内の所定の位置に設けられ、前記反射波検出手段は、前記出射方向判定時に前記反射部材により反射された反射波に基づいて、前記反射部材の方向を検出する（請求項３）。
【００１１】
このような構成の車載用レーダーにおいては、物体検出領域（第１の広がり角度の通過領域）よりは広範な領域となる第２の広がり角度で電磁波出射手段により電磁波を出射し、物体検出領域外に配置された反射部材に電磁波を照射してその配置を積極的に検出する。そしてこれに基づいて出射方向判定手段において電磁波の出射方向が適切か否かを判定する。
なお、前記電磁波の広がる方向は、水平方向、鉛直方向を含む任意の方向でよい。
【００１２】
さらに好適には、  前記反射波検出手段は、前記反射波に基づいて前記反射部材の方向を検出し、前記出射方向判定手段は、前記検出された前記反射部材の方向に基づいて前記電磁波の出射方向のずれを検出し、前記電磁波出射手段は、前記電磁波の出射方向のずれを補正して、前記電磁波を車両前方の所定の方向に出射する（請求項４）。
なお、前記反射波検出手段において前記反射部材からの反射波が検出されないときには、前記出射方向判定手段は前記判定を行わないようにするのが望ましい（請求項５）。
【００１３】
また、本発明はこれに限定されるものではないが、好適な例としては、前記反射部材は、車両内の、前記出射された電磁波が通過する領域の外部であって当該領域に近接する位置に設けられ、前記反射波検出手段は、前記反射部材により反射された反射波の有無を判定し、前記出射方向判定手段は、前記反射部材により反射された反射波が検出された場合に、前記電磁波の出射方向が適切でないと判定する（請求項６）。
さらに好適かつ具体的な例としては、前記電磁波出射手段は、所定の方向に所定の広がり角度で実質的に広がる電磁波を出射し、前記反射部材は、前記電磁波の前記広がる方向における両端部の近接する位置に、各々１個以上設けられる（請求項７）。
【００１４】
このような構成の車載用レーダーにおいても、電磁波出射手段より出射される電磁波が適切な方向に出射されていれば、反射部材は、電磁波が通過する領域外に設けられているので、反射波検出手段において反射部材からの反射波は検出されない。しかしながら、電磁波の出射方向が適正な位置からずれた場合には、適正な電磁波通路のすぐ近傍に設けられている反射部材に電磁波が照射されることとなり、反射波検出手段において反射部材からの反射光が検出されることとなる。そこで、反射波検出手段において反射波の有無を観察しておき、これに基づいて出射方向判定手段において電磁波の出射方向が適切か否かを判定する。
なお、前記電磁波の広がる方向は、水平方向、鉛直方向を含む任意の方向でよい。
【００１５】
なお、本発明はこれに限定されるものではないが、好適な例としては、前記電磁波出射手段は、所定の方向に所定の広がり角度で広がるように電磁波ビームを掃引することにより、前記物体検出領域に対して電磁波を出射するスキャニング型の装置である（請求項８）。
また、好適な他の例としては、前記電磁波出射手段は、前記所定の角度で広がる単一ビームの電磁波を前記方向に出射することにより、前記物体検出領域に対して電磁波を出射する装置である（請求項９）。
なお、この単一ビームは、電磁波の発生素子よりそもそも所定の角度で広がるビームが発生されるようにしてもよいし、進行方向にある程度絞り込まれたビームを光学系などを介して所定の角度で広がるビームに変換するようにしてもよい。
【００１６】
また、前記目的を達成するために本発明の第２の観点によれば、本発明の車載用レーダーの検査方法は、車両内から車両外部の所定の方向に規定される物体検出領域に向けて電磁波を出射し、該出射した電磁波の反射波を検出し、該反射波に基づいて外部の物体を検出する車載用レーダーの検査方法であって、
前記車両に設けられた反射部材であって、前記物体検出領域外で且つ当該領域近傍の前記電磁波の出射方向を規定する位置に設けられた反射部材により反射された反射波の少なくとも有無を検出し、
前記反射波の検出結果に基づいて、前記電磁波の出射方向が適切に前記物体検出領域方向となっているか否かを判定する（請求項１０）。
【００１７】
本発明はこれに限定されるものではないが、まず、前記検出された前記反射部材の方向を予め設定されている当該反射部材の基準の方向と比較することにより、前記電磁波が前記物体検出領域に適切に出射されているか否かを判定するのが好適である（請求項１１）。
【００１８】
また、好適な例としては、前記電磁波は、外部物体検出時には、所定の方向に第１の広がり角度で広がるように前記物体検出領域に向けて出射され、検査時には、前記外部物体検出時と同じ方向で前記第１の広がり角度よりも広角な第２の広がり角度で広がるように出射され、前記反射部材は、前記第１の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲外であって、前記第２の広がり角度で出射された電磁波の通過範囲内の所定の位置に設けられ、前記検査時に前記第２の広がり角度で広がるように出射された電磁波の反射波に基づいて、前記反射部材の方向を検出する（請求項１２）。
また、好適な例としては、前記反射部材により反射された反射波が検出された場合に、前記電磁波の出射方向が適切ではないと判定する（請求項１３）。
【００１９】
さらに、前記目的を達成するために本発明の第４の観点によれば、本発明の車間距離計測装置は、前述のいずれかの車載用レーダーと、前記電磁波が前記物体検出領域に適切に出射されている場合に、前記検出された前記車外の物体により反射された反射波に基づいて、少なくとも当該物体までの距離を算出する距離算出手段とを有する（請求項１４）。
【００２０】
このような構成の車間距離計測装置によれば、電磁波出射手段により出射し車両外部に出射する電磁波に対して、電磁波が通過する領域外であって当該領域近傍に反射部材を配置し、電磁波が反射部材の近傍を通過する状態とする。その結果、電磁波の出射方向が適正な位置からずれた場合には、通常は検出されない反射光が検出されるという変化が反射光に現れる。そこで、反射波検出手段において反射部材からの反射波の少なくとも有無を観察しておくことにより、この変化を検出し、最終的に出射方向判定手段において電磁波の出射方向が適切か否かを判定する。そして、電磁波が適切に出射されている場合に、距離算出手段において、車外の物体により反射された反射波に基づいて、その物体までの距離を算出する。
【００２２】
好適な例としては、前記出射方向判定手段における前記電磁波の出射方向の判定は、たとえば車両のイグニッションキーがオンにされた状態や、車間距離計測装置の電源が投入されたときなどの当該車間距離計測装置が動作可能な状態とされた時（請求項１５）、信号待ちなどで車両が停止している時（請求項１６）あるいは所定の時間間隔ごと（請求項１７）などに行う。
【００２３】
また好適には、前記出射方向判定手段において前記電磁波が前記車両前方の所定の方向に適切に出射されていないと判定された場合に、当該判定結果を運転者に通知する通知手段をさらに有する（請求項１８）。
このような構成の車間距離計測装置においては、電磁波の出射方向が適切でない場合には、直ちに通知手段によりその旨が車両の運転者に通知される。この際の通知方法は、何らかの表示や音声など、任意の方法で行ってよい。また、出射方向が適切である場合のその旨、電磁波の出射方向を示すデータおよび車間距離を示すデータなど、任意のデータ、情報と合わせて出力するようにしてよい。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１〜９に記載の発明によれば、反射部材からの反射光の有無を観察するのみで電磁波の軸ずれを検出でき、出射電磁波の軸ずれを精度よく簡単に検出することのできる車載用レーダーを提供することができる。
これに加えて請求項２に記載の発明によれば、反射部材の方向を検出しているので、軸ずれの状態を正確に把握することができる。
さらにこれに加えて請求項３に記載の発明によれば、反射部材からの反射光は軸ずれ検出の動作の時のみ入射されるので、物体を検出する動作の時には反射部材からの反射光を考慮する必要がなく、その際の信号処理を簡単にすることができる。
【００２６】
また、請求項４に記載の発明によれば、検出した軸ずれを補正して電磁波の出射が可能なため、適正な方向に電磁波を出射することができる。また、多少の光軸ずれで直ちにレーダーを停止させる必要がないため、レーダーを用いたシステムの動作を継続することができる。
さらに請求項５に記載の発明によれば、たとえば車両の修理、メンテナンスなどにより反射部材が取り外されている場合、反射部材が脱落している場合、あるいは、基本的に大きく光軸がずれている場合など、基本的に出射方向判定の処理を行う条件が整ってない場合には、その処理が行われないため、誤判定を行うのを防ぐことができ、また、無駄な処理や軸調整作業を実施してしまうのを防ぐこともできる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明によれば、反射部材からの反射光の有無を検出するのみで出射電磁波の軸ずれを検出できるため、より簡単に軸ずれを検出することができる。
これに加えて請求項７に記載の発明によれば、所定の広がり角度で広がる電磁波に対して、その広がり方向の両端部に反射部材を設けているので、出射電磁波が広がり方向のどちらの方向にずれたとしてもそのずれを正確に検出することができる。
また、請求項８に記載の発明によれば、狭小ビームである程度の広がりを持った所望の範囲に電磁波を出射し、物体を検出することができる。また、掃引角度の解像度に従って、物体の方向を適切に検出することができる。
一方、請求項９に記載の発明によれば、単一ビームを出射すればよく掃引の必要がないため、電磁波出射手段の構成を簡単にすることができる。
【００２８】
また、請求項１０〜１３に記載の発明によれば、出射電磁波の軸ずれを精度よく簡単に検出することのできる車載用レーダーの検査方法を提供することができる。
これに加えて請求項１１に記載の発明によれば、反射部材の基準の方向を適宜設定、調整することができる。また、その方法は、車両前方の中心に反射物体を配置してそのときの反射部材の方向を基準の方向として記憶するのみであり、非常に簡単である。
【００２９】
さらにこれに加えて請求項１２に記載の発明によれば、反射部材からの反射光は軸ずれ検出のモードでの動作の時のみ入射されるので、物体の検出を行っている時には反射部材からの反射光を考慮する必要がなく、その際の信号処理を簡単にすることができる。
また、特に請求項１３に記載の発明によれば、反射部材からの反射光の有無を検出するのみで出射電磁波の軸ずれを検出できるため、より簡単に軸ずれを検出することができる。
【００３０】
また、請求項１４〜１８に記載の発明によれば、出射電磁波の軸ずれを精度よく簡単に検出することができ、これにより車両前方の物体までの距離を適切に検出することのできる車間距離計測装置を提供することができる。
【００３４】
また、請求項１５に記載の発明によれば、車間距離計測装置が始動される際に必ず電磁波の出射方向の判定が行われるので、毎回適切に検査が行われ、適切な車間距離の計測が可能となる。
また、請求項１６に記載の発明によれば、車間距離計測が実質的に不要な車両停止時に電磁波の出射方向の判定を行っているので、車間距離計測時に行う必要性が少なくなり、あるいは、行わなくてもよくなり、その結果、車間距離計測時の信号処理および動作を妨げたり、影響を与えたりするのを防ぐことができる。
【００３５】
また、請求項１７に記載の発明によれば、たとえば高速道路などにおいて車両が停止せずに連続して長時間走行した場合においても定期的に光軸のずれの検査が可能であり、そのような長時間の動作に対しても、常に正確な車間距離計測が可能となる。
また、請求項１８に記載の発明によれば、電磁波の出射方向が不適切になった場合には、直ちに運転者がその旨を知ることができ、迅速な対応が可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態の車間距離測定システムについて、図１〜図１１を参照して説明する。
まず、その車間距離測定システムの概略構成について図１を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の車間距離測定システム１００の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車間距離測定システム１００は、レーダーセンサ１１０、レーダーカバー１３０、反射体１４０、車間距離制御コントローラ１５０および表示部１６０を有する。
【００３７】
レーダーセンサ１１０は、車間距離制御コントローラ１５０により制御され、レーダービームを車両前方に出射し、その反射光に基づいて車両前方の物体を検出し、車間距離を測定する。
レーダーセンサ１１０は、狭小レーダービームを水平方向左右に所定の第１の掃引角度α１で掃引することにより、車両の前面に規定される所定の物体検出領域に対してレーダービームを出射する。そして、この領域で物体により反射された光を受光し、これに基づいてその物体までの距離および方向を測定する。測定結果の距離および方向は、車間距離制御コントローラ１５０に出力される。
なお、以下に説明する実施の形態中において、物体あるいは反射体の方向は、車両の左右の中心線からの角度によって示すものとする。
【００３８】
また、レーダーセンサ１１０は、レーダービームの光軸の調整および光軸のずれの判定の処理を行う。この場合、レーダーセンサ１１０は、前述した通常の物体検出時の第１の掃引角度α１よりわずかに広い第２の掃引角度α２でレーダービームを出射掃引し、レーダーカバー１３０に取り付けられているいる反射体１４０にレーダービームが照射されるようにする。そして、この反射体１４０からの反射光を基準として、光軸のずれの検出および調整を行う。
なお、本実施の形態においてこの第１の掃引角度α１は±６°、第２の掃引角度α２は±９°である。
また、レーダーセンサ１１０は、車両のフロントグリル２１０の内側の所定の位置に設けられ、これよりフロントグリル２１０に設けられたレーダーカバー１３０を介して、レーダービームを車両前方に出射する。本実施の形態においては、レーダーセンサ１１０はレーダーカバー１３０の内側１０ｃｍの位置に設けられるものとする。
【００３９】
レーダーセンサ１１０より出射されるレーダービームの掃引範囲およびこれにより規定される物体検出領域について図２に示す。
図２に示すように、レーダーセンサ１１０より車両２００の前方にレーダービームが出射され角度α１の幅で掃引されることにより、距離計測時の掃引範囲である第１の掃引範囲すなわち物体検出領域３０１が形成される。また、レーダービームが角度α１よりも幾分広い角度α２で掃引されることにより、検査調整時の掃引範囲である第２の掃引範囲３０２が形成される。
なお、レーダーセンサ１１０の詳細な構成、光軸のずれの検出方法および調整方法については、後に詳細に説明する。
【００４０】
レーダーカバー１３０は、赤外レーザー光を透過する部材で形成されたレーダーセンサ１１０のカバーである。レーダーカバー１３０は、図３に示すように、車両２００のフロントグリル２１０の中央部に組み込まれ、レーダーセンサ１１０から出射されたレーダービームを透過し車両の外部前面に出射して図２に示すようなに物体検出領域３０１を形成させる。また、レーダーカバー１３０は、その物体検出領域３０１において車両などの物体で反射されたレーダービームを透過し、レーダーセンサ１１０に入射させる。
なお、レーダーカバー１３０には、レーダーセンサ１１０より出射されるレーダービームの方向を検査する際に基準の反射光を生成するための反射体１４０が設けられている。
【００４１】
反射体１４０は、図４に示すように、レーダーカバー１３０の、角度α１あるいは角度α２で掃引されるレーダービームの掃引範囲の中心３０３から、掃引方向である水平方向に所定の距離Ｄだけ離れた位置に設けられる、数ミリ角程度の微小な反射部材である。本実施の形態においては、距離Ｄは１．３ｃｍである。反射体１４０は、レーダーセンサ１１０より出射されるレーダービームの方向を検査する際の基準となる反射光を生成するために、レーダーセンサ１１０から出射された光を反射して直ちにレーダーセンサ１１０に入射させる。
なお、反射体１４０で反射されてレーダーセンサ１１０に戻されたレーダービームは、レーダービームの光軸のずれを検出するため、あるいはそのずれを補正するための基準の反射光として使用される。
【００４２】
車間距離制御コントローラ１５０は、レーダーセンサ１１０より入力される前方車両の距離および方向などのデータ、および、図示せぬ車速センサや操舵角センサから入力される車両２００の車速信号や操舵角信号に基づいて、車両のスロットルやブレーキを制御するスロットル制御信号やブレーキ制御信号などを生成し、図示せぬ各駆動部に出力する。これにより車両２００の駆動状態あるいは制動状態が制御され、車両２００と車両２００前方の他車両との車間距離が一定に保持される。
また、車間距離制御コントローラ１５０は、そのような設定状態や制御状態、および、車間距離測定システム１００の作動状態などを、表示部１６０に出力する。
【００４３】
表示部１６０は、車間距離制御コントローラ１５０より入力される光軸調整ＳＷやシステムＳＷなどの設定状態、スロットルやブレーキなどの制御状態、あるいは、車間距離測定システム１００の作動状態を表示し、車両の運転者に報知する。
【００４４】
次に、レーダーセンサ１１０の構成について図５を参照して詳細に説明する。
図５は、レーダーセンサ１１０の構成を示すブロック図である。
レーダーセンサ１１０は、送光回路１１１、発光素子１１２、ミラー１１３、スキャンモータ１１４、スキャンモータ駆動回路１１５、送光レンズ１１６、受光レンズ１１７、受光素子１１８、受光回路１１９、レーダー制御回路１２０および通信インターフェイス１２３を有する。
【００４５】
送光回路１１１は、レーダー制御回路１２０より入力される制御信号に基づいて、発光素子１１２においてレーザー光を発光させるための制御信号を生成し、発光素子１１２に印加する。
【００４６】
発光素子１１２は、近赤外線のレーザー光を発光するレーザーダイオードであって、送光回路１１１から入力される制御信号に基づいて所定のレーザー光を発射し、ミラー１１３に入射する。
【００４７】
ミラー１１３は、発光素子１１２より入射されるレーザー光を反射し、送光レンズ１１６を介してレーダーセンサ１１０より外部に出射する。この時ミラー１１３は、スキャンモータ１１４により水平方向の所定の角度間を回転される。これにより、発光素子１１２から入射されたレーザー光は、水平方向左右に所定の角度で左右に振られ、所定の角度で掃引（スイープ）される狭小レーダービームが生成される。
【００４８】
スキャンモータ１１４は、スキャンモータ駆動回路１１５からの制御信号に基づいてミラー１１３を回転させる。
【００４９】
スキャンモータ駆動回路１１５は、レーダー制御回路１２０より入力される制御信号に基づいて、スキャンモータ１１４を駆動するための制御信号を生成し、スキャンモータ１１４に印加する。
【００５０】
送光レンズ１１６は、ミラー１１３で反射されたレーザー光を、所定のビーム形状に成形して送出する。
【００５１】
受光レンズ１１７は、送光レンズ１１６より出射されターゲットたる物体に反射して戻ってきた光を集光し、受光素子１１８に入射する。
【００５２】
受光素子１１８は、フォトダイオードなどで構成され、受光レンズ１１７において集光された光を受光し光電変換して、受光した光に応じた電気信号を生成し、受光回路１１９に出力する。
【００５３】
受光回路１１９は、受光素子１１８より入力される信号を増幅し、レーダー制御回路１２０に出力する。
【００５４】
レーダー制御回路１２０は、たとえばマイクロコンピュータなどにより構成され、車間距離制御コントローラ１５０より入力される制御信号に基づいて、レーダーセンサ１１０が全体として所望の動作をするようにレーダーセンサ１１０の各部を制御する。
レーダー制御回路１２０は、制御部１２１および信号処理部１２２を有する。
【００５５】
制御部１２１は、通信インターフェイス１２３を介して上位より入力される制御信号に基づいて、レーダービームの出射および掃引が適切に行われるように、送光回路１１１およびスキャンモータ駆動回路１１５を制御する。特に、制御部１２１は、図２に示したような、距離計測時の掃引範囲に対応する角度α１、あるいは、光軸調整および軸ずれ判定時の掃引範囲に対応する標準角度α１よりも広い角度α２のいずれかの掃引角度でレーダービームが掃引されるように、スキャンモータ駆動回路１１５を制御する。
信号処理部１２２は、スキャンの結果生成された各掃引角度のビームごとに、送受光の往復遅延時間に基づいて、そのレーダービームを反射した物体までの距離を求める。また、スキャン範囲中の、どの掃引角度のビームで物体が検出されたかによって、物体の存在する方向を求める。そして、それら求められた距離および方向の情報を、通信インターフェイス１２３を介して車間距離制御コントローラ１５０に出力する。
【００５６】
通信インターフェイス１２３は、レーダーセンサ１１０と車間距離制御コントローラ１５０との間のインターフェイスである。具体的には、通信インターフェイス１２３は、たとえば、レーザー発光を制御する信号およびレーザー光の掃引を制御する信号を、車間距離制御コントローラ１５０よりレーダー制御回路１２０に伝送する。また、レーダー制御回路１２０で得られた車両前方の物体までの距離および方向の情報を、レーダー制御回路１２０から車間距離制御コントローラ１５０に送信する。
【００５７】
このような構成のレーダーセンサ１１０より出射されるレーダービームの構成、光路、および、レーダーカバー１３０および反射体１４０との位置関係を図６および図７に示す。
図６に示すように、レーダーセンサ１１０からは、距離計測時には第１の掃引範囲３０１で、軸ずれ判定時などには第２の掃引範囲３０２で、各々車両前方方向にレーダービームが出射される。本実施の形態において各掃引角度はα１＝１２°（±６°）、α２＝１８°（±９°）である。したがって、掃引するレーダービームの解像度を０．２°とすると、第１の掃引範囲には６０本、第２の掃引範囲には９０本のビームが含まれることになる。
【００５８】
この各ビームに対して、掃引角度が広い第２の掃引範囲を基準として、左側から順に１〜９０の番号を付す。すなわち、最も左側の１本目のビームがＢｎ１で、最も右側の９０本目のビームがＢｎ９０となり、掃引の中心ビームはビームＢｎ４５およびＢｎ４６となる。また、第１の掃引範囲は、第２の掃引範囲と同じくビームＢｎ４５およびＢｎ４６を中心とし、Ｂｎ１６〜Ｂｎ７５の６０本のビームにより構成される範囲として規定される。
以後、物体検出時には、反射光が検出されたレーダービーム番号より、物体の存在する方向が算出される。
また、この中心ビームＢｎ４５およびＢｎ４６の位置は車両の中心線に重なる状態が望ましい状態であり、レーダーセンサ１１０の光軸はまず最初に車両の運転者あるいは管理者などにより、そのように調整される。
【００５９】
また、レーダーカバー１３０の、距離計測時の掃引範囲である第１の掃引範囲の境界から軸ずれ判定時の掃引範囲である第２の掃引範囲の境界までの間の中間点、すなわち、第１の掃引範囲の外側で第２の掃引範囲の内側となる位置に、反射体１４０が設置される。
前述したように、本実施の形態においては、レーダーセンサ１１０はレーダーカバー１３０から１０ｃｍ（＝Ｌ）離れた位置に設けられ、レーダービームの第１および第２の掃引範囲は各々１２°および１８°なので、反射体１４０を第１の掃引範囲の境界と第２の掃引範囲の境界の中間位置に配置するためには、反射体１４０は、レーダービームの中心３０１から水平方向に１．３ｃｍ（＝Ｄ）離れた位置に設けられこととなる。
そしてこの状態で、レーダーセンサ１１０の送光レンズ１１６から出射され反射体１４０に入射されたレーザー光が、反射体１４０に反射されてレーダーセンサ１１０の受光レンズ１１７に適切に入射されるように、反射体１４０の反射面の傾き、形状等が形成される。
【００６０】
このように設置された反射体１４０にレーダービームが照射される状態を図７に示す。
図７に示すように、前述したようにレーダーセンサ１１０および反射体１４０が設置され、掃引範囲の中心が車両の中心線と合うように調整された場合には、左から７本目から９本目のレーダービームＢｎ７〜Ｂｎ９が反射体１４０に照射される状態となる。
したがって、この状態を基準とすれば、逆にレーダーセンサ１１０の光軸の中心、すなわち掃引範囲の中心を検出することが可能となる。
【００６１】
なお、図６および図７に示す例においては、方向を、車両から見て左方向を正、右方向を負の符号で示しているが、便宜的なものであってどちらを正負としてもかまわない。
また、反射体１４０の設置位置は左方向に設置したが、右側の同様な位置に設置しても構わない。
【００６２】
次に、このような構成の車間距離測定システム１００において行われる、本発明に係る種々の処理について説明する。
まず、レーダーセンサ１１０から出射されるレーダービームの光軸が適切な方向に指向するよう調整がなされているか否かをチェックする光軸調整検査処理について図８のフローチャートを参照して説明する。
この光軸調整検査処理は、予め設定されている、あるいは調整されたレーダーセンサ１１０の出射レーダービームの中心すなわち光軸が、車両の中心と一致しているか否かを検査する処理である。したがって、レーダーセンサ１１０の光軸がずれていることが判明している場合などには、まず、光軸調整の処理を行った後にこの検査処理を行うこととなる。
なお、これら光軸調整の処理およびその検査の処理は、通常の車両使用時あるいは走行時に行う処理ではなく、たとえば検査工場や修理工場などにおける検査時、修理時、あるいは自宅などにおける走行前点検時等に行う処理である。
【００６３】
光軸調整検査処理においては、まず、車外前方に、入射された光を反射する反射ターゲット（軸調整ターゲット）を配置する。この反射ターゲットは、基準の反射光を生成するためのものであって、車両の中心線上で、車両前面から数メートル程度の予め規定された距離になるべく正確に配置する。
そして、たとえば車間距離測定システム１００の電源が投入された場合、あるいは、作業者の操作により光軸調整検査処理の実行が指示された場合などにレーダーセンサ１１０における処理が開始され（ステップＳ１００）、まず、光軸調整モードに設定されているか否かが判定される（ステップＳ１０１）。光軸調整モードの設定は、車間距離制御コントローラ１５０に入力されているシステムスイッチの中の光軸調整モードオン−オフスイッチの切り替え状態が車間距離制御コントローラ１５０において検出され、この検出結果に基づいたデータが車間距離制御コントローラ１５０からレーダーセンサ１１０に送信されることにより行われる。
【００６４】
判定の結果、光軸調整モードに設定されていない場合には、そのまま処理を終了する（ステップＳ１１０）。
判定の結果、光軸調整モードが設定されていたときには、レーダーセンサ１１０は通常の車間距離測定時より広角の第２の掃引角度α２で左右方向にレーダービームの掃引を行う（ステップＳ１０２）。そして、このビーム掃引の時に、光軸調整のために車両の前方に配置された反射ターゲット１４０からの反射信号があるかどうか判定する（ステップＳ１０３）。
反射ターゲット１４０からの反射がない場合は、光軸調整を行うためのセッティングがなされていないことになり、ステップＳ１０１に戻って、光軸調整モードに設定されているか否かを再度判定する。その結果、光軸調整モードが設定されていれば再び第２の掃引角度による掃引以下の処理を繰り返し（ステップＳ１０２）、設定されていない場合は処理を終了する（ステップＳ１１０）。
【００６５】
ステップＳ１０３において、反射ターゲット１４０からの反射信号が検出された場合には、その反射光の光軸の中心となるレーダービームの番号Ｂｎｉ（ｉ＝１〜９０）を検出し、これを記憶する（ステップＳ１０４）。そして、この反射光の中心が所定の範囲内に含まれているか否かをチェックすることにより、光軸調整が完了しているか否かを検出する（ステップＳ１０５）。
前述したように、レーダーセンサ１１０から出射されるレーダービームの中心は、車両２００の中心線に一致していることが望ましく、またそのような状態となっていれば、車両の中心線上に配置された反射ターゲットからの反射光は、レーダービームＢｎ４５およびＢｎ４６として検出される。したがってここでは、反射ターゲットからの反射光が、Ｂｎ４５およびＢｎ４６を中心とする予め定めた所定の許容範囲内に入っているか否かを検出し、入っていればレーダービームの掃引の中心が車両の中心線上にほぼ一致しているものとして、光軸の調整が完了しているものと判断する。
【００６６】
反射ターゲットからの反射光が、その所定の許容範囲内に入っていない場合には、光軸のずれが大きくまだ調整が終了していないものとして、再びステップＳ１０１に戻って、光軸調整モードに設定されているか否かを再度判定する。その結果、光軸調整モードが設定されていれば再び第２の掃引角度による掃引以下の処理を繰り返す（ステップＳ１０２）。
反射光の中心が所定の範囲に含まれていた場合には、再度レーダービームを掃引角度α２で掃引し（ステップＳ１０６）、レーダーカバー１３０の内側に設置された反射体１４０からの反射光が検出されているか否かを検査する（ステップＳ１０７）。反射体１４０からの反射光は、１０ｃｍ程度の極至近距離からの反射光として検出される。
【００６７】
そして、反射体１４０からの反射光が検出されない場合は、レーダーカバー１３０が装着されていないものと判断して、その旨を示すレーダーカバー未装着判定信号を車間距離制御コントローラ１５０に出力し（ステップＳ１１１）、処理を終了する（ステップＳ１１２）。
レーダーカバー１３０の内側の反射体１４０からの至近距離信号が検出されたときは、その反射体１４０の検出された方向（中心３０１を基準とした角度）θを受光信号の検出されているレーダービーム番号から算出し（ステップＳ１０８）、これを光軸ずれ判定のための基準角度（基準の方向）θ０としてレーダーセンサ１１０のレーダー制御回路１２０内の図示せぬメモリに記憶し（ステップＳ１０９）、処理を終了する（ステップＳ１１４）。
【００６８】
このような光軸調整検査処理を行うことにより、レーダーセンサ１１０の光軸が所定の許容範囲内に適切に調整されているか否かを検査するとともに、後の車両走行中の光軸ずれ判定処理に用いる基準の反射体１４０の基準角度θ０を求める。
【００６９】
次に、車両２００が走行中に使用するメインの処理であって、車間距離を一定にして走行するための制御処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施の形態の車間距離測定システム１００においては、この車間制御処理を行いながら、同時にレーダー光軸のずれを判定する処理も行う。
まず、たとえばイグニッション電源（ＩＧＮ電源）がオンにされるとレーダーが動作を開始し（ステップＳ２００）、まず車間距離測定システム１００が起動されているか否かの判定が行われる（ステップＳ２０１）。車間距離測定システム１００が起動されていれば、まず、レーダービームを第２の掃引角度α２で掃引し（ステップＳ２０２）、この掃引によりレーダーカバー１３０に設置した反射体１４０からの反射信号が検出されるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【００７０】
反射信号が検出されない場合は、レーダーカバー１３０が装着されていないものと判定して、その旨を示すレーダーカバー未装着判定信号を車間距離制御コントローラ１５０に出力し（ステップＳ２１４）、処理を中止する（ステップＳ２１５）。
なお、車間距離制御コントローラ１５０においては、入力されたレーダーカバー未装着判定信号に基づいて、レーダーカバー１３０が外れているなど車両２００に異常がある旨の表示を表示部１６０に行い、車両２００の異常を運転者に知らせる。
【００７１】
ステップＳ２０３において、反射体１４０からの反射信号が検出されているときは、反射体１４０の角度θを受光信号を検出しているレーダービーム番号から算出する（ステップＳ２０４）。
次に、算出された反射体１４０の方向θを予め記憶されている光軸正常時の基準角度θ０と比較し（ステップＳ２０５）、反射体１４０の角度θと基準角度θ０とのずれが所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。
角度のずれが所定値以上であれば、光軸がずれていると判断して、光軸ずれ判定信号を車間距離制御コントローラ１５０に出力し（ステップＳ２１６）、処理を終了する（ステップＳ２１７）。
なお、光軸ずれ判定信号を受信した車間距離制御コントローラ１５０は、表示部１６０にレーダーの点検を行う必要があることを示すメッセージを表示し、その旨を運転者に報知する。またこれにより、車間距離の自動制御は、以後行われなくなる。
【００７２】
ステップＳ２０６の光軸ずれ判定において所定値以上のずれが検出されなかった場合には、軸ずれ判定を一定時間間隔ごとに行うためのタイマを起動した上で（ステップＳ２０７）、車間距離の計測処理を行う。すなわち、まず、前方車両を検出するための標準角度α１の範囲でレーダービームを掃引し（ステップＳ２０８）、得られた反射光に基づいて前方車両までの車間距離と方向を算出し（ステップＳ２０９）、これらのデータを車間距離制御コントローラ１５０へ出力する（ステップＳ２１０）。
車間距離制御コントローラ１５０は、受信した距離と方向のレーダーデータに基づいて、自車速と操舵角から自車線の前方車両を特定し、その車両との車間距離を適正に制御するために、スロットル制御信号およびブレーキ制御信号を、スロットルやブレーキの制御部に出力する。
【００７３】
次に、ステップＳ２０７において起動したタイマが所定の時間を経過しているか否かが判定される（ステップＳ２１１）。未だに所定時間を経過していない場合は、車間距離測定システム１００のスイッチが継続してオンされているか否かの判定を行い（ステップＳ２１２）、車間距離測定システム１００が継続作動中であれば、ステップＳ２０８に戻って再び車間距離の計測処理を行う。すなわち、レーダービームを標準角度α１で掃引し（ステップＳ２０８）、これより前方車両までの車間距離と方向を算出し（ステップＳ２０９）、算出結果を車間距離制御コントローラ１５０に出力する（ステップＳ２１０）。これにより、車間距離を一定に維持した状態での運転が継続される。
【００７４】
一方、ステップＳ２１１において、タイマが所定時間を経過していた場合には、ステップＳ２０２に戻って光軸ずれの判定処理を繰り返す。すなわち、第２の掃引角度α２でレーダービームを掃引し（ステップＳ２０２）、反射体１４０からの反射光のレーダービームを検出し（ステップＳ２０３）、それに基づいて反射体１４０の方向を検出し（ステップＳ２０４）、基準角度θ０と比較し（ステップＳ２０５）、その差が所定値以上か否かをチェックする（ステップＳ２０６）。
なお、この処理は、たとえば運転が終了するか、あるいは、運転者の操作により車間距離測定システム１００の電源が切られるかするなどして、ステップＳ２１２においてシステムスイッチが切断されていることが検出されたら、終了される（ステップＳ２１３）。
【００７５】
このような処理を行うことにより、システムを使い始める前に光軸ずれの異常があれば検出が可能であり、車間距離測定システム１００の適切な動作を確保することができる。
また、タイマによって一定時間ごとに光軸ずれ判定を行うために、高速道路を長時間停車することなく走行する場合でも、光軸ずれが発生した場合には確実にこれを検出して運転者に知らせることができる。
また、レーダーカバー１３０の未装着状態という異常を検出することもできる。
【００７６】
図８を参照して前述した光軸調整検査処理、および、図９を参照して説明した光軸ずれ判定処理における反射体１４０の方向を検出する処理について、図１０に示す具体例を用いて説明する。
図１０は、レーダービームの番号ごとに受光信号の状態をオン−オフで示したものである。
図１０（Ａ）は、光軸が正常である場合の反射光の受光状態を示す図である。この場合、レーダービームＢｎ７〜Ｂｎ９において反射光が検出されておりそれ以外のビームについては反射光が検出されていない。本実施の形態では、レーダービームの解像度は０．２°としたので、反射体１４０の基準角度θ０は反射が検出されている複数ビームの中央値を採用してレーダー光軸中心から＋７．5°（左方向）の角度であり、この角度が図８を参照して前述した光軸調整検査処理において、光軸正常時の基準値として記憶される。
【００７７】
図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）は、各々光軸ずれ判定処理において検出された反射体１４０からの反射光の受光状態を示す図である。
図１０（Ｂ）の例においては、反射体１４０からの反射光はレーダービームのＢｎ４〜Ｂｎ６で検出されており、これより反射体１４０の方向は、+８．１°と算出される。従って、予め記憶された光軸正常時の基準の反射体の方向＋７．５°と比べて、右に０．６°ずれていることが検出できる。
また、図１０（Ｃ）の例においては、反射体１４０からの反射光はレーダービームＢｎ１２〜Ｂｎ１４で検出されており、これより反射体１４０の方向は＋６．５°と算出される。従って、基準の反射体１４０の方向＋７．５°と比較して、左に１°ずれていることが検出される。
【００７８】
図９に示した光軸ずれ判定処理における光軸ずれ判定信号を出力する光軸のずれ角度の閾値は任意に設定できるが、たとえば１°以上のずれを異常と判断するようにすれば、前述した図１０（Ｂ）の状態では光軸ずれ判定信号は出力されず、図１０（Ｃ）の状態では光軸ずれ判定信号が出力されることになる。
【００７９】
次に、車両の停車時に光軸ずれの判定を行う処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。
車間距離制御コントローラ１５０は、入力される自車両の車速信号に基づいて車速を算出し、レーダーセンサ１１０に出力する。レーダーセンサ１１０は、車間距離制御コントローラ１５０より入力される自車両の車速データを常時監視して車速データが０、すなわち停車したことを検出すると、停車時割り込み処理として以下の処理を開始する（ステップＳ３００）。
処理を開始すると、まず最初に、第２の掃引角度α２でレーダービームの掃引を行い（ステップＳ３０１）、この掃引により反射体１４０からの至近距離の反射信号が検出されるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。反射信号が検出されない場合には、図９を参照して説明した光軸ずれ判定処理と同様に、レーダーカバー１３０未装着判定信号を出力して（ステップＳ３１１）、割り込み処理を終了する（ステップＳ３１２）。
【００８０】
ステップＳ３０２において反射体１４０からの反射信号が検出されたときは、反射体１４０の方向θを算出し（ステップＳ３０３）、予め記憶した光軸正常時の基準角度θ０と比較する（ステップＳ３０４）。
そして、方向θと基準角度θ０との間に所定値以上のずれがあるか否かが判断されて（ステップＳ３０５）、ずれが所定値以上であれば光軸ずれ判定信号を出力して（ステップＳ３１３）、割り込み処理を終了する（ステップＳ３１４）。
方向のずれが所定値未満であれば、レーダービームを第１の掃引角度α１で掃引し（ステップＳ３０６）、前方ターゲットまでの距離と方向データを算出し（ステップＳ３０７）、これらのデータを車間距離制御コントローラ１５０に出力する（ステップＳ３０８）。
次に、自車両の停止が継続しているか否かが判定され（ステップＳ３０９）、停車状態が継続していれば、ステップＳ３０６に戻って、標準角度α１でのレーダー掃引による前方ターゲットの計測の処理を継続する。
また、車速がゼロでなくなれば（ステップＳ３０９）、走行状態に移行したものとして、停止時の割り込み処理であるこの処理を終了する（ステップＳ３１０）。
【００８１】
このように、車間距離測定システム１００においては、車速ゼロ（自車両停止）が検出されるごとに光軸ずれ判定を実行するため、一般道の走行時などにおいても適切なタイミングで光軸ずれ異常を運転者に知らせることができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態の車間距離測定システムにおいては、レーダーカバーのうらがわに小面積の反射体を設置するだけで自動的にレーダーの光軸ずれを検出することができ、簡単な構造かつ低価格で、レーダーの出射方向を検査することができる。
また、従来行われていたような統計的な処理が不要となるため、高い検出信頼度で軸ずれ発生を即座に検出することができ、適切な対応をとることも可能となる。
また、適切なタイミングでドライバに車間距離測定システムの異常を通知することもできる。
また第２の掃引範囲で掃引を行っても反射体からの反射光が検出されないときは軸ずれ検出処理を中止しているので、たとえば、車両の修理、メンテナンスなどにより一時的にレーダーカバー１３０が取り外されている場合などには、軸ずれ判定処理が中止される。したがって軸ずれの誤判定を行うことがなく、無駄な調整作業を行うなどの不利益を防止することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態においては、レーザーレーダーの方式として狭小ビームをスキャンするタイプを例にとって説明を行ったが、レーザーレーダーが広角ビームを一定角度範囲で掃引する方式とした場合でも同様の効果を得られるものである。
その場合、ビーム幅が数度の広角ビームを水平方向に掃引することによって得られる掃引角度情報およびその掃引角度において受光している反射光の強度などから、反射物体の方向を算出することができる。
光軸ずれ判定を行う掃引時において、レーダーカバー１３０の内側に設置された反射体１４０へのレーダー走行ビームの入射角度が、光軸がずれている場合は光軸正常時に対して変化するため受光レベルが変化する。よって、受光信号レベルに所定の閾値を設定することによって、光軸ずれを判定することができる。
【００８４】
第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態の車間距離測定システムについて図１２〜図２１を参照して説明する。
第２の実施の形態の車間距離測定システムの構成、および、これに含まれるレーダーセンサの構成は、前述した第１の実施の形態の車間距離測定システム１００とほぼ同じであり、その詳細な説明は省略する。
第２の実施の形態の車間距離測定システムにおいては、反射体１４０の構成およびこれによる光軸のずれの検出方法が、第１の実施の形態の車間距離測定システム１００とは異なる。
以下、この第１の実施の形態の車間距離測定システム１００との相違点を中心にして、第２の実施の形態の車間距離測定システムについて説明する。
【００８５】
図１２は、車間距離測定システムで用いられる反射体１４０ｂの構成を説明するための図であり、フロントグリル２１０に装着されたレーダーカバー１３０を、レーダーセンサ１１０の側（カバーの裏側）から見た図である。
図１２に示すように、レーダーカバー１３０には、中心３０３から左右それぞれに所定距離Ｄだけ離れた位置に、水平方向の幅が１ｍｍの２つの反射体１４０ａ，１４０ｂが設置されている。
【００８６】
これら２つの反射体１４０ａ，１４０ｂと、レーダーセンサ１１０およびレーダーセンサ１１０から出射されるレーダービームの位置関係を図１３〜図１５を参照して説明する。
図１３は、レーダービームの光軸が正常な場合のレーダービームの出射状態を示す図であり、図１４は、レーダービームの光軸が左側にずれた場合のレーダービームの出射状態を示す図である。
また、図１５は、その両方の場合の反射体１４０ａ近傍のレーダービームの状態を説明するための図である。
【００８７】
まず、図１３に示すように、レーダーセンサ１１０とレーダーカバー１３０との距離Ｌは、第１の実施の形態の車間距離測定システム１００と同様に１００ｍｍである。
また、レーダーセンサ１１０が出射する車間距離計測のためのレーダービーム掃引範囲αは±８°（＝１６°）であり、レーダービームの解像度は第１の実施の形態と同様に０．２°である。したがって、掃引されるレーダービームは、Ｂｎ１〜Ｂｎ８０の８０本のレーダービームとなる。
【００８８】。
このような構成においては、レーダーセンサ１１０から出射されるレーダービームの境界は、レーダービームの中心ビームがレーダーカバー１３０の中心３０３と重なっている場合、レーダーカバー１３０の中心から左右各１４ｍｍの位置となる。
したがって、このような条件でレーダービームが出射されることを前提として、反射体１４０ａおよび反射体１４０ｂは、レーダーカバー１３０の中心３０３の左右に各々１５ｍｍの位置に設ける。ビーム角０．２°のレーダービームのレーダーカバー１３０上でのビーム広がり範囲は約０．３５ｍｍであるため、反射体１４０は、その端がレーダービームの境界からビーム約３本分（約０．６°）ずれた地点に位置することになる。
【００８９】
このような構成においては、図１３および図１５に示すように、反射体１４０ａおよび１４０ｂはレーダーカバー１３０の中心３０３から１５ｍｍ地点に設置されており、レーダーの光軸中心線からレーダービームの片側の掃引端までの距離はレーダーカバー１３０の面上において１４ｍｍとなるので、レーダービームの光軸が正常でレーダーカバー１３０の中心３０３と重なっていれば、レーダービームが反射体１４０ａ，１４０ｂを検出することはない。
しかし、図１４および図１５に示すように、レーダービームの光軸が約０．６°、すなわちビーム３本分以上ずれた場合には、レーダービームが反射体１４０にかかる状態となり、反射体１４０からの反射光がレーダーセンサ１１０に入力されることになる。
したがって、このような構成の車間距離測定システムにおいては、反射体１４０からの反射光を検出することにより、レーダービームの光軸がずれていることが検出できる。
【００９０】
図１６は、レーダービームの光軸が約０．８°左側にずれた状態を示す図である。  また、図１７は、この時の各レーダービームに対応する反射光の受光状態を示す図である。
図１６に示すように、レーダー光軸が何らかの理由により左に約０．８°ずれた場合、レーダーカバー１３０上でのレーダービームの照射位置は１ｍｍ以上ずれる状態となる。その結果、図１７に示すように、左端のレーダービームＢｎ１において反射光が検出されるようになる。
【００９１】
また、図１８は、レーダービームの光軸が約１．２°ずれた状態を示す図である。
また、図１９は、この時の各レーダービームに対応する反射光の受光状態を示す図である。
図１８に示すように、レーダー光軸が約１．２°までずれた場合、図１９に示すように、レーダービームＢｎ１〜Ｂｎ３までに受光信号が現れる。
【００９２】
なお、このようなレーダービームの反射光を用いて、車間距離測定システム１００を適切に動作させる上で光軸がずれているとの判定を行う際の光軸のずれ角度は、レーダー出力を使用するシステム側の要求、すなわち、車間距離制御コントローラ１５０における設定により任意に設定できる。たとえば、図１６および図１７に例示したように、ビーム１本でも反射体１４０からの反射光を検出した場合、すなわち０．８°のずれを光軸異常と判断するようにすれば、ビーム３本分までのずれ、すなわち０．６°までの光軸ずれは正常な状態と判定することになる。
【００９３】
図２０は、レーダーセンサ１１０の内部動作を示すフローチャートである。
レーダーが動作を開始すると（ステップＳ４００）、レーダービームを水平方向に角度α＝１６°の範囲で掃引し（ステップＳ４０１）、その反射光を検出して光を反射した物体までの距離及び方向を検出する（ステップＳ４０２）。
そして、左右両端のレーダービームＢｎ１及びＢｎ８０に対応する反射光が検出されているか否かをチェックする（ステップＳ４０３）。
受光信号が検出されていれば、その距離がレーダーカバー１３０面までの距離か否かをチェックし（ステップＳ４０４）、レーダーカバー１３０までの至近距離であると判定された場合には、レーダー光の光軸がずれているものと判定して、レーダー光軸ずれ検出信号を車間距離制御コントローラ１５０に出力する（ステップＳ４０５）。
車間距離制御コントローラ１５０は、この光軸ずれ検出信号を受信すると、車間距離制御等のシステム動作を中止し、異常がある旨を表示等によってドライバに報知する。
【００９４】
一方、ステップＳ４０３において掃引端部のビームに反射が検出されないとき、あるいはステップＳ４０４において反射は検出されるが距離がカバー面までの距離より十分遠距離であるときは、カバー面の反射体１４０からの反射光は受光しておらずレーダービームは適切な方向に出射されているものとして、通常の車間距離検出の処理、すなわち、反射光に基づいて前方ターゲットまでの距離と方向を算出する処理を行う（ステップＳ４０６）。
以後、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０６の処理を繰り返す。
【００９５】
このように、第２の実施の形態の車間距離測定システムであれば、通常の車間距離計測時と光軸検査時において掃引範囲を変更する必要がない。したがって、より簡単な制御により、精度よくレーダーセンサの光軸のずれを検出することができる。
【００９６】
第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態の車間距離測定システムについて、図２１および図２２を参照して説明する。
前述した第１の実施の形態の車間距離測定システム１００および第２の実施の形態の車間距離測定システムは、いずれも狭小レーダービームを所定の掃引角度で掃引することにより、車両前方に所定の角度で広がる物体検出領域を形成するスキャニング型のレーダーであった。
しかしながらレーダーは単一ビーム方式のレーダーであってもよく、そのような車間距離測定システムを第３の実施の形態として説明する。
【００９７】
車間距離測定システムの全体構成は、前述した第１および第２の実施の形態の各車間距離測定システム１００とほぼ同じである。
レーダーセンサの構成も、図５を参照して前述したレーダーセンサ１１０と類似しているが、ミラー１１３，スキャンモータ１１４およびスキャンモータ駆動回路１１５の構成を有しておらず、発光素子１１２で発光したレーザー光を、光学系により所定の角度θで広がる単一ビームに変換して、送光レンズ１１６を介してそのまま外部に出射している。
また、その反射光の検出は、受光レンズ１１７を介して入射される反射光全体の強度のみを検出するものであって、各方向のレーダービームごとの受光信号としては検出されない。
また、反射体は、図２１に示すように、レーダービームのレーダーカバー１３０上での広がり範囲の左右両側に、それぞれ１つずつの反射体１４０ａ，１４０ｂが設けられている。
【００９８】
このような構成の車間距離測定システム１００ｃにおける処理について、図２２のフローチャートを参照して説明する。
まず、レーダーが動作を開始すると（ステップＳ５００）、レーダービームがレーダーセンサより出射され（ステップＳ５０１）、この反射信号がレーダーセンサ１１０において受信され所定の信号処理がなされて反射物体までの距離が検出される（ステップＳ５０２）。
次に、レーダーカバー１３０の面までの距離の受光信号が検出されたか否かが判定される（ステップＳ５０３）。単一ビームレーダーの場合は、水平方向の分解能がないため、レーダーカバー１３０までの距離に相当するこの至近距離の反射光が検出された時点で、レーダー光軸ずれと判定され（ステップＳ５０３）、レーダーの光軸がずれている旨を示すレーダー光軸ずれ検出信号が、車間距離制御コントローラ１５０に出力される（ステップＳ５０４）。
また、ステップＳ０３において、至近距離での反射光が検出されない場合は、光軸は正常であると判定して、通常の車間距離検出の処理である、前方ターゲットまでの距離を算出する（ステップＳ５０５）。
以後、ステップＳ５０１からステップＳ５０５の処理を繰り返す。
【００９９】
このように、第３の実施の形態の車間距離測定システムにおいては、レーダービームの掃引を行わないため、構成がより一層簡単になる。また、反射光の方向を検出する必要もなく、制御も簡単となる。その上で、光軸のずれは適切に精度良く検出することができる。
なお、本実施の形態のような所定の角度で広がるビームは、そもそも発光素子内部において発生するようにしてもよいし、発光素子の後段において光学系により生成するようにしてもよい。
【０１００】
第４の実施の形態
次に、本発明の第４の実施の形態の車間距離測定システムについて図２３を参照して説明する。
前述した第１の〜第３の実施の形態の車間距離測定システムは、いずれもレーダービームの光軸のずれを検出した場合には、その旨の通知を行い、以後の車間距離計測の処理を中止するようにしていた。
しかしながら、光軸のずれを自動的に補正しながら車間距離計測を継続するようにしてもよい。そのような構成の車間距離測定システム１００を、第４の実施の形態として説明する。
【０１０１】
図２３は、スキャニング方式のレーザーレーダーを使用して前記のように光軸ずれを
自動的に判定した上に、算出された光軸ずれ量から光軸中心を自動的に補正してシステムの動作を継続できるようにした車間距離測定システムの処理を説明するためのフローチャートである。
このような車間距離測定システム１００ｄにおいて、レーダーが作動開始すると（ステップＳ６００）、レーダービームが水平方向に掃引送光され（ステップＳ６０１）、その反射光が検出されて、所望の受信信号処理が行われ（ステップＳ６０２）、左端ビームＢｎ１または右端ビームＢｎ８０に対応する反射光が検出されたか否かが判定される（ステップＳ６０３）。
左端ビームＢｎ１または右端ビームＢｎ８０に対応する反射光が検出されるとさらにその反射光がカバー面での至近距離での反射光か否かが判定される（ステップＳ６０４）。
そして、レーダーカバー１３０面での反射光であればレーダーカバー１３０の反射体１４０を検出したものであり、受光信号処理で検出されているビーム番号から光軸のずれ角を算出する（ステップＳ６０５）。
【０１０２】
次に、このときの光軸ずれ量が補正可能の範囲か否かを判定する（ステップＳ６０６）。たとえば物理的なビーム掃引範囲が±８°であるが、実際に計測に使用する範囲は±６°であるとすると、左右にそれぞれ２°ずつの余裕があることになり、この範囲内のずれであれば自動的に光軸中心となるビーム番号を移動することで補正を行うことが可能である。したがって、まず、光軸ずれ量がその補正範囲内であるか否かを検出し（ステップＳ６０６）、範囲内である場合には光軸中心となるビーム番号をずれ量に相当する量ずらすことにより、補正を行う（ステップＳ６０７）。
【０１０３】
左端ビームＢｎ１あるいは右端ビームＢｎ８０に対応する反射光が検出されなかった場合（ステップＳ６０３）、左端ビームＢｎ１あるいは右端ビームＢｎ８０に対応する反射光が検出されたものの、その反射光は至近距離で反射されたもの、すなわち、反射体１４０からの反射光ではなかった場合（ステップＳ６０４）、および、光軸補正が行われた場合（ステップＳ６０７）は、次に、通常の処理として前方反射物体までの距離と方向を算出し（ステップＳ６０８）、再びステップＳ６０１以下の掃引処理から繰り返す。
【０１０４】
なお、ステップＳ６０６において、２°以上のずれがあった場合、すなわち、自動補正の範囲を越えて光軸が大きくずれてしまった場合は、レーダービームの光軸がずれている旨を示すレーダー光軸ずれ検出信号を車間距離制御コントローラ１５０に出力することにより（ステップＳ６０９）、ドライバにシステム異常が発生したことを報知する。このとき、距離の算出の処理は行わない。
【０１０５】
このような構成の車間距離測定システムによれば、多少の光軸のずれであれば自動的にこれを補正して、車間距離を保持の処理を継続することができる。したがって、頻繁に光軸を調整する必要がなくなり、利便性が向上する。
【０１０６】
変形例
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また、任意好適な種々の改変が可能である。
たとえば、検出した光軸のずれに基づいて、レーダーセンサ１１０におけるレーダービームの出射方向を補正するような構成としてもよい。そのような構成とすれば、発生する軸ずれが通常の原因に起因する僅かずつのずれであれば、より長期間、作業者による調整作業無しで継続して処理を継続することができる。なお、その際の補正の方法は、発光素子の向きや位置を変更したり、あるいは発光素子からそもそも出射されるレーダービームの方向を補正するようにしてもよいし、発光素子後段の光学系を制御することにより補正するようにしてもよい。その補正の方法は任意である。
【０１０７】
また、本実施の形態においては、レーザー光を用いたレーダーを例示して本発明を説明したがこれに限られるものではない。たとえば電波、熱波、光波、Ｘ線などの電解および磁界によって特性づけられる任意の電磁放射波を用いたレーダーシステムに適用してよい。
また、当該電磁波の出射方向は、当該レーダーの用途に応じて、車両の前後、左右、上下などの任意の方向でよい。
また、電磁波の広がる方向も、水平方向に限られるものではなく、鉛直方向でもよく、また、水平方向でも鉛直方向でもない任意の方向でよい。
なお、本明細書中においては、スキャン（走査）とスイ−プ（掃引）を特段の区別なく実質的に同じ意味として用いている。したがって、何らこの文言により処理および動作が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態の車間距離測定システムの全体概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示した車間距離測定システムにおけるレーザーレーダーの掃引範囲および物体検出領域を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示した車間距離測定システムが搭載された車両のフロント部分を示す図であり、レーダーカバーの設置状態を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示した車間距離測定システムの反射体の設置位置を説明するための図である。
【図５】図５は、図１に示した車間距離測定システムのレーダーセンサの詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図５に示したレーダーセンサより出射されるレーダービームの構成、光路、および、レーダーカバーおよび反射体との位置関係を示す図である。
【図７】図７は、反射体にレーダービームが照射される状態を示す図である。
【図８】図８は、図１に示した車間距離測定システムにおいて行う光軸調整検査処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、図１に示した車間距離測定システムにおける車両走行時に行う車間距離制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、図８および図９に示した各処理の反射体の方向を検出する処理で参照される、レーダービームごとの反射光受光状態を説明するための図である。
【図１１】図１１は、図１に示した車間距離測定システムにおける車両停車時に光軸のずれの判定を行う処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態の車間距離測定システムのレーダーカバー上の反射体の配置を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第２の実施の形態の車間距離測定システムにおいて、レーダービームの光軸が正常な場合のレーダービームの出射状態を示す図である。
【図１４】図１４は、第２の実施の形態の車間距離測定システムにおいて、レーダービームの光軸が左側にずれた場合のレーダービームの出射状態を示す図である。
【図１５】図１５は、図１３および図１４に示した各場合の、反射体近傍のレーダービームの状態を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第２の実施の形態の車間距離測定システムにおいて、光軸が約０．８°左側にずれた時の反射体周辺に照射されるレーダービームの状態を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６に示した状態における、レーダービームごとの反射光受光状態を説明するための図である。
【図１８】図１８は、第２の実施の形態の車間距離測定システムにおいて、光軸が約１．２°左側にずれた時の反射体周辺に照射されるレーダービームの状態を示す図である。
【図１９】図１９は、図１８に示した状態における、レーダービームごとの反射光受光状態を説明するための図である。
【図２０】図２０は、第２の実施の形態の車間距離測定システムのレーダーセンサにおける処理を説明するためのフローチャートである。
【図２１】図２１は、本発明の第３の実施の形態の車間距離測定システムにおいて、レーダービームの出射状態を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の第３の実施の形態の車間距離測定システムにおける処理を説明するためのフローチャートである。
【図２３】図２３は、本発明の第４の実施の形態の車間距離測定システムにおける処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１００…車間距離測定システム
１１０…レーダーセンサ
１１１…送光回路
１１２…発光素子
１１３…ミラー
１１４…スキャンモータ
１１５…スキャンモータ駆動回路
１１６…送光レンズ
１１７…受光レンズ
１１８…受光素子
１１９…受光回路
１２０…レーダー制御回路
１２１…制御部
１２２…信号処理部
１３０…レーダーカバー
１４０…反射体
１５０…車間距離制御コントローラ
１６０…表示部
２００…車両
２１０…フロントグリル
３０１…距離計測時の掃引範囲（第１の掃引範囲、物体検出領域）
３０２…検査調整時の掃引範囲（第２の掃引範囲）
３０３…光軸中心
【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】
0003736433.tif 000017
【図１７】
0003736433.tif 000018
【図１８】
0003736433.tif 000019
【図１９】
0003736433.tif 000020
【図２０】
0003736433.tif 000021
【図２１】
0003736433.tif 000022
【図２２】
0003736433.tif 000023
【図２３】
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