專(zhuān)利名稱(chēng)：檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)裝置，所述裝置通過(guò)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域的障礙物，這種裝置適用于例如安裝在移動(dòng)物體如汽車(chē)或飛機(jī)上。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，為了提高駕駛安全性，在汽車(chē)?yán)缂矣闷?chē)上安裝一種用于檢測(cè)汽車(chē)或諸此類(lèi)的駕駛方向前方障礙物的檢測(cè)裝置。檢測(cè)裝置用激光束掃描目標(biāo)區(qū)域，基于激光束的反射光束的出現(xiàn)或消失，檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)障礙物的出現(xiàn)或消失。在正常駕駛期間設(shè)置一種掃描模式，用激光束對(duì)汽車(chē)駕駛方向前方的整個(gè)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描。脈沖光束輸出至掃描模式上的預(yù)定位置，基于光電檢測(cè)器是否檢測(cè)出脈沖光束的反射光束，來(lái)檢測(cè)掃描位置上障礙物的存在或不存在。同時(shí)，基于脈沖光束輸出的時(shí)刻與接收到它的反射光束的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，測(cè)量至障礙物的距離。
當(dāng)駕駛方向向例如右或左轉(zhuǎn)彎時(shí)，特別需要檢測(cè)裝置盡可能早地檢測(cè)出定位在駕駛方向轉(zhuǎn)向的方向上的障礙物，以便于繼續(xù)駕駛的適當(dāng)控制。在高速駕駛期間，需要檢測(cè)定位在遠(yuǎn)距離的障礙物，以便足夠早地使檢測(cè)信息反映在駕駛控制中。當(dāng)在汽車(chē)駕駛方向的前方檢測(cè)出障礙物時(shí)，特別需要仔細(xì)地監(jiān)視障礙物及其狀態(tài)的變化。
JP11-325885A描述了一種技術(shù)，利用加速度傳感器檢測(cè)駕駛方向與激光束輻射方向之間的偏差，以使激光束輻射方向?qū)?zhǔn)駕駛方向。
但是，JP11-325885A沒(méi)有描述如何控制激光束掃描狀態(tài)，使其適合高速駕駛方式、障礙物檢測(cè)方式和駕駛方向改變方式。JP11-325885A只不過(guò)描述了在駕駛方向改變時(shí)，僅調(diào)整激光束輻射方向以便抑制激光束輻射方向與駕駛方向的偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種檢測(cè)裝置，其通過(guò)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膾呙杩刂?，在高速駕駛中改變駕駛方向時(shí)和檢測(cè)出障礙物時(shí)，能高精度地檢測(cè)障礙物的運(yùn)動(dòng)和它的狀態(tài)。
本發(fā)明的第一方面的特征是，一種檢測(cè)裝置，其通過(guò)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的障礙物，包括掃描控制裝置，其基于與裝有所述檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的信號(hào)，控制激光束的掃描軌跡。
在本發(fā)明的第一方面中，掃描控制裝置可基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)和與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)，設(shè)置激光束的掃描軌跡。
更具體地說(shuō)，掃描控制裝置可基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一條掃描軌跡作為激光束的掃描軌跡，其用于增加在行駛方向從行駛方向中心軸轉(zhuǎn)向的方向上的轉(zhuǎn)移部位的掃描頻率。
再有，掃描控制裝置可基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)，在行駛方向從行駛方向中心軸轉(zhuǎn)向的方向上轉(zhuǎn)移目標(biāo)區(qū)域。
再有，掃描控制裝置可基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一種掃描模式作為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)激光束的掃描模式，其用于增加在行駛方向從目標(biāo)區(qū)域中心軸部位轉(zhuǎn)向的方向上的轉(zhuǎn)移部位的掃描頻率。
再有，在本發(fā)明的第一方面中，掃描控制裝置可基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一條掃描軌跡作為激光束的掃描軌跡，其用于隨著行駛速度的增加，增加在行駛方向的前方區(qū)域中心部位的掃描頻率。
再有，掃描控制裝置可基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)，隨著行駛速度的增加，減小行駛方向中心部位的目標(biāo)區(qū)域。
再有，掃描控制裝置可基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一種掃描模式作為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)激光束的掃描模式，用于隨著行駛速度的增加，增加在目標(biāo)區(qū)域中心部位的掃描頻率。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的檢測(cè)裝置中，在駕駛方向改變時(shí)和高速駕駛時(shí)，對(duì)掃描軌跡進(jìn)行校正。因此，能以高精度檢測(cè)位于在將要改變的駕駛方向上的障礙物和位于在駕駛方向上的遠(yuǎn)距離障礙物。
也就是說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明第一方面的檢測(cè)裝置中，當(dāng)駕駛方向改變時(shí)，增加在駕駛方向從駕駛方向前方區(qū)域的中心軸轉(zhuǎn)向的方向上的轉(zhuǎn)移部位的掃描頻率。因此，能夠盡可能早地檢測(cè)位于在駕駛方向轉(zhuǎn)向的方向的障礙物。此外，在高速駕駛時(shí)，駕駛方向前方區(qū)域中心部位的掃描頻率增加，因此能瞬時(shí)地檢測(cè)位于駕駛方向上的遠(yuǎn)距離障礙物。
本發(fā)明的第二方面的特征是，一種檢測(cè)裝置，其通過(guò)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的障礙物。其特征在于包括掃描控制裝置，其基于障礙物檢測(cè)所得到的結(jié)果，控制激光束的掃描軌跡。
在本發(fā)明的第二方面中，掃描控制裝置可基于障礙物檢測(cè)所得到的結(jié)果，設(shè)置一條掃描軌跡作為激光束的掃描軌跡，其用于增加在障礙物附近部位的掃描頻率。
更具體地說(shuō)，掃描控制裝置可基于障礙物檢測(cè)所得到的結(jié)果，設(shè)置障礙物的檢測(cè)位置作為掃描軌跡的起始點(diǎn)，并設(shè)置其中激光束反復(fù)返回設(shè)置的起始點(diǎn)的掃描模式，作為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)激光束的掃描模式。
再有，當(dāng)至障礙物的距離小于閾值距離時(shí)，掃描控制裝置可設(shè)置一條掃描軌跡作激光束的掃描軌跡，其用于增加在障礙物附近的掃描頻率。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的檢測(cè)裝置中，在障礙物檢測(cè)時(shí)，能對(duì)掃描軌跡進(jìn)行校正。因此，障礙物的運(yùn)動(dòng)和它的狀態(tài)能高精度地檢測(cè)。
也就是說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明第二方面的檢測(cè)裝置中，在障礙物附近的掃描頻率提高，能使障礙物的運(yùn)動(dòng)和它的狀態(tài)得到更細(xì)致的檢測(cè)。同樣，在第二方面中，當(dāng)激光束的掃描軌跡設(shè)置為致使至障礙物的距離小于閾值距離的情況下，增加障礙物附近的掃描頻率時(shí)，能避免對(duì)位于遠(yuǎn)距離的障礙物的不必要的監(jiān)視。因此，能得到合適的掃描控制。


本發(fā)明的上述和其他目的以及新穎特點(diǎn)，在參考附圖讀過(guò)下面對(duì)實(shí)施例的描述以后，將顯得更加清楚。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光束輻射裝置的配置；圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光束輻射頭的結(jié)構(gòu)；圖3示出輻射的激光束的出射角與分離光束的會(huì)聚位置之間的關(guān)系；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位置敏感檢測(cè)器600的結(jié)構(gòu)；圖5A和5B分別是位置敏感檢測(cè)器600的結(jié)構(gòu)和位置檢測(cè)電壓變量的說(shuō)明圖；圖6A、6B和6C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描操作的說(shuō)明圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的軌跡伺服系統(tǒng)運(yùn)作的說(shuō)明圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描操作流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的軌跡伺服系統(tǒng)運(yùn)作的修改示例說(shuō)明圖；圖10A至10F示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描模式的一些示例；圖11A至11D示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的當(dāng)行駛方向變化時(shí)掃描模式的一些修改例；圖12A至12D示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的當(dāng)行駛方向變化時(shí)掃描模式的一些修改例；圖13A至13C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的當(dāng)行駛方向變化時(shí)掃描模式的一些修改例；圖14A至14C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在檢測(cè)障礙物時(shí)掃描模式變化的一些示例；圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的當(dāng)行駛方向和行駛速度改變時(shí)掃描模式處理的流程圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在檢測(cè)障礙物時(shí)掃描模式變化處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這個(gè)實(shí)施例是將本發(fā)明應(yīng)用于內(nèi)置于汽車(chē)的光束輻射裝置。在這實(shí)施例中，掃描區(qū)域內(nèi)障礙物的存在和不存在以及至障礙物的距離，都是通過(guò)從汽車(chē)前方位置輻射激光束并在掃描區(qū)域中掃描激光束，來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光束輻射裝置的配置。
如圖1所示，光束輻射裝置提供有數(shù)字信號(hào)處理(DSP)控制電路10、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)20、激光器驅(qū)動(dòng)電路30、致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40、光束輻射頭50、位置敏感檢測(cè)器(PSD)信號(hào)處理電路60、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)70、光電檢測(cè)器(PD)信號(hào)處理電路80和模數(shù)轉(zhuǎn)換器90。
數(shù)字信號(hào)處理控制裝置制電路10向數(shù)模轉(zhuǎn)換器20輸出數(shù)字信號(hào)，對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)電路30和致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理控制電路10基于從模數(shù)轉(zhuǎn)換器90輸入的數(shù)字信號(hào)，檢測(cè)掃描區(qū)域內(nèi)障礙物的位置并測(cè)量至障礙物的距離。掃描控制程序10a和距離測(cè)量程序10b設(shè)置在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。
于汽車(chē)駕駛方向和駕駛速度相關(guān)的信號(hào)作為外部信號(hào)輸入掃描控制程序10a。同時(shí)，有關(guān)障礙物位置和由距離測(cè)量程序10b測(cè)出的障礙物距離的信號(hào)，也輸入掃描控制程序10a?；谶@些信號(hào)，掃描控制程序10a改變掃描模式和掃描區(qū)域。由掃描控制程序10a執(zhí)行的掃描控制處理將在后面做詳細(xì)描述。
高頻內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)輸入距離測(cè)量程序10b。距離測(cè)量程序10b在每一掃描位置輻射的脈沖光束的發(fā)射時(shí)刻和反射的脈沖光束的接收時(shí)刻之間，對(duì)時(shí)鐘數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)?；跁r(shí)鐘數(shù)目(時(shí)鐘數(shù)目N)，距離測(cè)量程序10b檢測(cè)掃描位置中障礙物的存在和不存在以及至障礙物的距離(距離L)。例如，利用內(nèi)部時(shí)鐘的周期(T)，距離測(cè)量程序10b通過(guò)計(jì)算L＝C×T×N/2(C是光速)得到至障礙物的距離。當(dāng)預(yù)定期間收不到反射的脈沖光束時(shí)，距離測(cè)量程序10b則判定在掃描位置不存在障礙物。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器20將從數(shù)字信號(hào)處理控制電路10輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)(控制信號(hào))，并將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)分別輸出至激光器驅(qū)動(dòng)電路30和致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40。激光器驅(qū)動(dòng)電路30按照從數(shù)模轉(zhuǎn)換器20輸入的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)光束輻射頭50中的半導(dǎo)體激光器100。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40按照從數(shù)模轉(zhuǎn)換器20輸入的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)光束輻射頭50中的透鏡致動(dòng)器300。
在進(jìn)行掃描時(shí)，光束輻射頭50向設(shè)置在光束輻射裝置前方空間的目標(biāo)區(qū)域輻射光束。如圖1所示，光束輻射頭50設(shè)置有半導(dǎo)體激光器100、孔徑200、透鏡致動(dòng)器300、分光器400、會(huì)聚透鏡500、位置敏感檢測(cè)器600、光束接收透鏡700和光電檢測(cè)器800。
從半導(dǎo)體激光器100發(fā)射的激光束通過(guò)孔徑200形成所希望的形狀，然后照射到由透鏡致動(dòng)器300支撐的輻射透鏡上。輻射透鏡由透鏡致動(dòng)器300支撐，以使其在圖1的y-z平面方面上可以移動(dòng)。因此，驅(qū)動(dòng)透鏡致動(dòng)器300時(shí)，已通過(guò)輻射透鏡的光束可在y-z平面方向改變出射角。由此進(jìn)行對(duì)目標(biāo)區(qū)域的激光束掃描。
已通過(guò)輻射透鏡的一部分激光束被分光器400反射，從輻射的激光束中分離出來(lái)(輻射到目標(biāo)區(qū)域的激光束)。分離的激光束(分離光束)通過(guò)會(huì)聚透鏡500會(huì)聚到位置敏感檢測(cè)器600。位置敏感檢測(cè)器600具有與圖1x-y平面平行的光束接收面，并輸出與在光束接收面上分離光束的會(huì)聚位置相應(yīng)的電流。在光束接收面上分離光束的會(huì)聚位置和目標(biāo)區(qū)域中輻射的激光束的輻射位置一對(duì)一地相互對(duì)應(yīng)。因此，從位置敏感檢測(cè)器600輸出的電流與目標(biāo)區(qū)域中輻射的激光束的輻射位置相對(duì)應(yīng)。位置敏感檢測(cè)器600的結(jié)構(gòu)和輸出操作的電流將在后面參考圖4、5A和5B進(jìn)行詳細(xì)描述。
從位置敏感檢測(cè)器600輸出的電流輸入PSD信號(hào)處理電路60。PSD信號(hào)處理電路60基于輸入的電流向模數(shù)轉(zhuǎn)換器70輸出指示分離光束的會(huì)聚位置的電壓信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器70將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換的信號(hào)輸出至數(shù)字信號(hào)處理控制電路10。已轉(zhuǎn)換的信號(hào)輸入至提供在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中的掃描控制程序10a。基于輸入的電壓信號(hào)，掃描控制程序10a檢測(cè)在光束接收面上分離光束的會(huì)聚位置。
在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中配置有一張目標(biāo)區(qū)域內(nèi)掃描激光束的輻射位置用的表(掃描表)，和一張根據(jù)掃描表在掃描時(shí)指示分離光束在光束接收面上的會(huì)聚位置的軌跡的表(軌跡表)。
在進(jìn)行激光束掃描操作中，掃描控制程序10a參考掃描表向數(shù)模轉(zhuǎn)換器20輸出用于控制致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40的信號(hào)。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理控制電路10基于從模數(shù)轉(zhuǎn)換器70輸入的信號(hào)，檢測(cè)分離光束在光束接收面上的會(huì)聚位置，將測(cè)出的會(huì)聚位置與軌跡表中規(guī)定的會(huì)聚位置進(jìn)行比較，并向數(shù)模轉(zhuǎn)換器20輸出用于控制致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40的信號(hào)，以便將檢測(cè)的位置調(diào)整到所希望的會(huì)聚位置。由于這一伺服操作，輻射的激光束在目標(biāo)區(qū)域中跟隨掃描表中規(guī)定的軌跡進(jìn)行掃描。該伺服操作將在后面參考圖7進(jìn)行詳細(xì)的描述。
進(jìn)一步，在進(jìn)行激光束掃描操作中，掃描控制程序10a通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器20向激光器驅(qū)動(dòng)電路30輸出關(guān)于將半導(dǎo)體激光器100的輸出功率設(shè)置為低能級(jí)Pwa的信號(hào)。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理控制電路10監(jiān)視分離光束在光束接收面上的會(huì)聚位置，并在會(huì)聚位置到達(dá)預(yù)設(shè)為障礙物檢測(cè)的位置(發(fā)光點(diǎn))、距離或諸如此類(lèi)的時(shí)刻，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器20向激光器驅(qū)動(dòng)電路30輸出關(guān)于將半導(dǎo)體激光器100的輸出功率在某個(gè)周期以似脈沖的方式設(shè)置為高能級(jí)Pwb的信號(hào)。功率Pwa至少設(shè)置為這樣的值，使得能測(cè)出分離光束在光束接收面上的會(huì)聚位置的電流從位置敏感檢測(cè)器600輸出。功率Pwb的值設(shè)置為足以滿意地進(jìn)行障礙物、距離或諸如此類(lèi)的檢測(cè)。因此，在以低功率進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的掃描時(shí)，在到達(dá)發(fā)光點(diǎn)的時(shí)刻，輻射的激光束變成以高功率發(fā)光。
當(dāng)障礙物存在于目標(biāo)區(qū)域的各個(gè)掃描位置時(shí)，以高功率發(fā)射的激光束被障礙物反射，反射的光束經(jīng)過(guò)接收透鏡700由光電檢測(cè)器800接收。光電檢測(cè)器800根據(jù)進(jìn)入的光量向PD信號(hào)處理電路80輸出電信號(hào)。PD信號(hào)處理電路80對(duì)從光電檢測(cè)器800輸入的電信號(hào)進(jìn)行放大并消除噪聲，同時(shí)將產(chǎn)生的電信號(hào)輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換器90。模數(shù)轉(zhuǎn)換器90將從PD信號(hào)處理電路80輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)輸出至距離測(cè)量程序10b。距離測(cè)量程序10b基于從模數(shù)轉(zhuǎn)換器90輸入的數(shù)字信號(hào)檢測(cè)接收到反射光束的時(shí)刻。距離測(cè)量程序10b基于接收到反射光束的時(shí)刻與從掃描控制程序10a輸入的高功率激光束發(fā)射時(shí)刻之間的時(shí)間差，進(jìn)一步檢測(cè)至掃描位置上的障礙物的距離，并將測(cè)出的距離輸出至掃描控制程序10a。
圖2示出透鏡致動(dòng)器300的結(jié)構(gòu)(部件分解透視圖)。
參考圖2，輻射透鏡301裝在透鏡支架302的中心開(kāi)口處。線圈分別裝在透鏡支架302的四個(gè)側(cè)面。磁軛303的中心凸出部分別插入線圈，如圖2箭頭所指示。各磁軛303兩側(cè)的舌形窄條配合插入一對(duì)磁軛固定部件305的相應(yīng)凹下部位中。此外，磁體304分別緊固至磁軛固定部件305，使磁軛303的舌形窄條夾在它們之間。在這種狀態(tài)中，帶有磁體304的磁軛固定部件305被安裝到基座上(未示)。
并且，一對(duì)鋼絲固定部306安裝在基座上。透鏡支架302通過(guò)鋼絲307由鋼絲固定部件306彈性支撐。在透鏡支架302的四個(gè)角上形成用于穿入鋼絲307的孔。在鋼絲307分別配合至孔中以后，每根鋼絲307的兩端分別緊固至鋼絲固定部件306。因此，透鏡支架302經(jīng)過(guò)鋼絲307由鋼絲固定部件306彈性支撐。
在驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)從致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40提供給裝配于透鏡支架302的各個(gè)線圈。因此，產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)力，對(duì)輻射透鏡301連同透鏡支架302一起進(jìn)行兩維驅(qū)動(dòng)。
圖3示出當(dāng)透鏡致動(dòng)器300被驅(qū)動(dòng)使輻射透鏡301在一個(gè)方向產(chǎn)生位移時(shí)，輻射的激光束的出射角和位置敏感檢測(cè)器600的分離光束(圖3稱(chēng)作監(jiān)視光束)在光束接收面上的會(huì)聚位置之間的關(guān)系(模擬)。如圖3所示，分離光束的位移量隨輻射的激光束的出射角成正比增加。圖3所示特性曲線有所波動(dòng)，是因?yàn)閮删S驅(qū)動(dòng)輻射透鏡301引起分離光束在光束接收面上的像差。
圖4示出位置敏感檢測(cè)器600的結(jié)構(gòu)。參考圖4，描述從圖1的y軸方向觀察時(shí)的位置敏感檢測(cè)器600的結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，位置敏感檢測(cè)器600的結(jié)構(gòu)是，用作光束接收面和電阻層兩者的P型電阻在N型高阻硅襯底上形成。在電阻層表面形成用于在圖1x軸方向輸出光電流的電極X1和X2，以及在圖1y軸方向輸出光電流的電極Y1和Y2(圖4中未示)。在電阻層的相反表面?zhèn)刃纬晒搽姌O。
當(dāng)分離光束在光束接收面上會(huì)聚時(shí)，正比于光量的電荷在會(huì)聚位置上產(chǎn)生。這一電荷作為光電流到達(dá)電阻層，其被分流為反比于至各個(gè)電極X1、X2、Y1和Y2的距離的電流。然后，這些電流分別輸出。從電極X1、X2、Y1和Y2輸出的電流的輻度，與從分離光束的會(huì)聚位置至各個(gè)電極X1、X2、Y1和Y2的距離成反比。因此，光束接收面上的會(huì)聚位置能根據(jù)從電極X1、X2、Y1和Y2輸出的電流值進(jìn)行檢測(cè)。
圖5A是位置敏感檢測(cè)器600的有效光束接收面的視圖。圖5B是基于從電極X1、X2、Y1和Y2輸出的電流在PSD信號(hào)處理電路60中產(chǎn)生的位置檢測(cè)電壓與分離光束在有效光束接收面上的會(huì)聚位置之間的關(guān)系圖。參考圖5A，有效光束接收面是正方形。以有效光束接收面的中心位置作為參考位置(0位置)，圖5B示出會(huì)聚位置在x軸方向和y軸方向相對(duì)于參考位置的位移量與輸出電壓之間的關(guān)系。
基于從電極X1、X2、Y1和Y2輸出的電流，PSD信號(hào)處理電路60產(chǎn)生與x軸方向會(huì)聚位置的位移量相應(yīng)的電壓Xout，和與y軸方向會(huì)聚位置的位移量相應(yīng)的電壓Yout，并將電壓Xout和Yout經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器70輸出至數(shù)字信號(hào)處理控制電路10。數(shù)字信號(hào)處理控制電路10分別從輸入的電壓Xout和Yout檢測(cè)x軸方向和y軸方向的會(huì)聚位置的位移量。
下面將參考圖6A、6B和6C描述該實(shí)施例的掃描操作。
如圖6A所示，輻射的激光束進(jìn)行掃描，以便順序地輻照將光束輻射裝置前方空間目標(biāo)區(qū)域劃分的矩陣。對(duì)矩陣的掃描順序能任意地設(shè)置。例如，如圖6B所示，也能設(shè)置成從左上角位置開(kāi)始逐行順序?qū)仃噿呙?。如上所述，掃描軌跡(掃描順序)規(guī)定數(shù)字信號(hào)處理控制電路10的掃描表。
當(dāng)如圖6B所示進(jìn)行掃描時(shí)，分離光束在位置敏感檢測(cè)器600的光束接收面上的會(huì)聚位置沿圖6C所示軌跡移動(dòng)。圖6C的軌跡與圖6B一一對(duì)應(yīng)。因此，輻射的激光束的掃描位置能從圖6C的軌跡上的會(huì)聚位置中辯認(rèn)出來(lái)。在這種情況下，如上所述，圖6C的軌跡符合數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中的軌跡表。
在光束輻射裝置中，最理想的是輻射的激光束沿圖6B所示掃描軌跡進(jìn)行掃描。但是，因?yàn)楣馐椛溲b置常遭受到不希望的振動(dòng)、干擾等等，所以輻射的激光束的掃描位置偏離所希望的掃描軌跡。在這種情況下，分離光束在光束接收面上的會(huì)聚位置隨著掃描位置的偏離，而偏離圖6C所示的軌跡。
圖7示出分離光束在光束接收面上的光點(diǎn)軌跡的例子。這種情況如上所示，掃描控制程序10a將伺服信號(hào)提供給致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40，以便將分離光束的會(huì)聚位置拉至目標(biāo)的軌跡。
假定在這一瞬時(shí)分離光束的會(huì)聚位置為P(x，y)，定位在目標(biāo)軌跡上的會(huì)聚位置為P’(x’，y’)。目標(biāo)軌跡上的會(huì)聚位置P’(x’，y’)從數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中設(shè)置的軌跡表中獲取。更明確地說(shuō)，與輻射激光束的掃描位置相應(yīng)的會(huì)聚位置從軌跡表中獲取。
這樣，掃描控制程序10a基于P(x，y)和P’(x’，y’)計(jì)算Ex＝x-x’和Ey＝y(tǒng)-y’，并且根據(jù)使Ex和Ey兩者都等于0的計(jì)算結(jié)果，將伺服信號(hào)提供給致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40。因而在這一瞬間，輻射的激光束的掃描位置被拉回到定位在軌跡上的掃描位置。與此呼應(yīng)，在這一時(shí)刻分離光束的會(huì)聚位置也拉回到定位在軌跡上的會(huì)聚位置P’(x’，y’)。由于這個(gè)伺服操作，輻射的激光束進(jìn)行掃描以便跟隨希望的掃描軌跡。
當(dāng)應(yīng)用伺服系統(tǒng)進(jìn)行掃描操作時(shí)，如上所述，掃描控制程序10a監(jiān)視分離光束的會(huì)聚位置是否已到達(dá)預(yù)設(shè)為檢測(cè)障礙物、距離或諸如此類(lèi)的位置(發(fā)光點(diǎn))的位置。當(dāng)會(huì)聚位置已到達(dá)發(fā)光點(diǎn)時(shí)，則將半導(dǎo)體激光器100的輸出功率在某一周期以似脈沖的方式設(shè)置為高能級(jí)Pwb。
根據(jù)會(huì)聚位置與發(fā)光點(diǎn)之間的距離是否小于預(yù)設(shè)的距離，可以確定會(huì)聚位置是否已到達(dá)發(fā)光點(diǎn)。因此，即使在會(huì)聚位置稍微偏離目標(biāo)軌跡時(shí)，也能在希望的會(huì)聚位置附近以高功率發(fā)射光束。
圖8示出掃描操作的流程圖。
當(dāng)掃描操作在步驟S101開(kāi)始時(shí)，在步驟S102從半導(dǎo)體激光器100以低功率(Pwa)發(fā)射的激光束。此后，在步驟S103輻射光束的輻射位置移至起始位置。起始位置設(shè)置為例如最左的位置，基本上垂直于圖6B所示一個(gè)矩陣塊的中心位置。進(jìn)一步，在步驟S104輻射的激光束軌跡伺服系統(tǒng)變成開(kāi)通以后，在步驟S105進(jìn)行掃描。
然后，在步驟S106確定掃描位置是否已到達(dá)發(fā)光點(diǎn)。當(dāng)掃描位置未到達(dá)發(fā)光點(diǎn)時(shí)，在步驟S108確定掃描操作是否已經(jīng)終止。此后，處理返回到S105在軌跡伺服系統(tǒng)開(kāi)通的情況下繼續(xù)進(jìn)行掃描操作。另一方面，當(dāng)掃描位置已到達(dá)發(fā)光點(diǎn)時(shí)，在步驟S107將半導(dǎo)體激光器100的激光輸出功率在某一周期以似脈沖方式設(shè)置為高功率Pwb，這樣，以高功率輻射的激光束輻照目標(biāo)區(qū)域。在這一時(shí)刻，裝有光束輻射裝置的檢測(cè)器通過(guò)接收從目標(biāo)區(qū)域反射的光束，進(jìn)行測(cè)量障礙物、測(cè)量距離等等的處理。
此后，在步驟S108確定掃描操作是否已終止。當(dāng)掃描操作尚未終止時(shí)，處理返回S105重復(fù)上述掃描操作(以低功率Pwa)。另一方向，當(dāng)掃描操作已終止時(shí)，在步驟S109軌跡伺服系統(tǒng)被關(guān)斷，在步驟S110半導(dǎo)體激光器100被關(guān)斷。
如上所述，這一實(shí)施例能將輻射的激光束的掃描位置平滑地拉回所希望的掃描軌跡，即使在掃描位置有所偏離的時(shí)候。因此，即使在光束輻射裝置受到不希望的振動(dòng)或干擾時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的掃描操作。
雖然在參考圖7所述的上述實(shí)施例中，利用伺服系統(tǒng)在上述時(shí)刻將分離光束的會(huì)聚位置P(x，y)拉向定位在目標(biāo)軌跡上的會(huì)聚位置P’(x’，y’)，但是分離光束的會(huì)聚位置也能經(jīng)過(guò)其他的伺服處理拉到目標(biāo)軌跡上。例如，如圖9所示，在上述時(shí)刻過(guò)去ΔT以后，也能將分離光束的會(huì)聚位置拉回定位在目標(biāo)軌跡上的會(huì)聚位置P’(x’，y’)。在這種情況下，數(shù)字信號(hào)處理控制電路10基于P(x，y)和P’(x’，y’)計(jì)算Ex＝x-xa’和Ey＝y(tǒng)-ya’，并基于使Ex和Ey兩者變成等于0的計(jì)算結(jié)果，將伺服信號(hào)提供給致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路40。以這種方式，輻射的激光束的掃描位置能平滑地拉回隨后安排的掃描位置。結(jié)果，能實(shí)現(xiàn)有效的掃描操作。
下面將描述掃描模式和目標(biāo)區(qū)域的設(shè)置。
圖10A至10F示出能由掃描控制程序10a設(shè)置的掃描模式的變形。這些掃描模式是在右轉(zhuǎn)彎和左轉(zhuǎn)彎、高速駕駛或障礙物檢測(cè)時(shí)優(yōu)選使用的。如上所述，掃描模式都保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中，作為在目標(biāo)區(qū)域中掃描的激光束的輻射位置用的表(掃描表)，和激光束按照掃描表掃描時(shí)指示分離光束在光束接收面上的會(huì)聚位置軌跡的表(軌跡表)。
圖10A是在改善目標(biāo)區(qū)域中心部位的掃描權(quán)重的情況下的掃描模式。該掃描模式在高速駕駛時(shí)使用最好。這是因?yàn)樵诟咚亳{駛時(shí)需要瞬時(shí)檢測(cè)汽車(chē)駕駛道路上的遠(yuǎn)距離障礙物。當(dāng)目標(biāo)區(qū)域中心部位的掃描權(quán)重改善為如圖10A所示時(shí)，則對(duì)與直前方遠(yuǎn)距離位置相應(yīng)的位置上的掃描頻率增加。因此，能平滑地檢測(cè)位于直前方遠(yuǎn)距離位置上的障礙物。
圖10B是在改善橫向?qū)挾确较蛑行牟课坏膾呙铏?quán)重的情況下的掃描模式。該掃描模式最好在高速駕駛時(shí)使用如圖10A所示的情況。當(dāng)使用該掃描模式時(shí)，在與直前方遠(yuǎn)距離位置相應(yīng)的位置上的掃描頻率增加。因此，能平滑地檢測(cè)位于直前方遠(yuǎn)距離位置上的障礙物。
圖10C示出在改善縱向?qū)挾确较蛑行牟课粧呙铏?quán)重的情況下的掃描模式。該掃描模式最好在高速駕駛時(shí)使用，如上述各模式的情況。當(dāng)使用該掃描模式時(shí)，對(duì)與直前方遠(yuǎn)距離位置相應(yīng)的位置上的掃描頻率增加，以致能平滑地檢測(cè)定位在直前方遠(yuǎn)距離位置的障礙物。當(dāng)將掃描模式的情況與圖10B所示的情況進(jìn)行比較時(shí)，掃描頻率高的區(qū)域在橫向上所擴(kuò)展。因而可在橫向上擴(kuò)展能改善障礙物檢測(cè)精度的區(qū)域。因此，能檢測(cè)突然跑到行駛道路上的障礙物。
圖10D示出在改善橫向?qū)挾确较蛴覀?cè)部位的掃描權(quán)重的情況下的掃描模式。該掃描模式在右轉(zhuǎn)彎駕駛時(shí)使用最好。這是因?yàn)樵谟肄D(zhuǎn)彎駕駛時(shí)有必要檢測(cè)汽車(chē)將要轉(zhuǎn)向的右側(cè)區(qū)域是否存在障礙物。當(dāng)在右側(cè)區(qū)域的掃描權(quán)重改善為圖10所示時(shí)，對(duì)右側(cè)區(qū)域的掃描頻率增加，所以能平滑地檢測(cè)定位在行駛方向右側(cè)區(qū)域的障礙物。當(dāng)橫向?qū)挾确较蜃髠?cè)部位的權(quán)重得到改善時(shí)，能得到將圖10D所示的掃描模式橫向?qū)ΨQ(chēng)折回的掃描模式。在這種情況下，對(duì)左側(cè)區(qū)域的掃描頻率增加，因而能平滑地檢測(cè)行駛方向左側(cè)位置上的障礙物。
圖10E示出改善橫向?qū)挾确较蛴覀?cè)部位的掃描權(quán)重的情況下的掃描模式。該掃描模式最好在右轉(zhuǎn)駕駛時(shí)使用，與圖10D所示情況相同。當(dāng)使用該掃描模式時(shí)，對(duì)右側(cè)區(qū)域的掃描頻率增加，這樣就能平滑地檢測(cè)定位在右側(cè)位置上的障礙物。當(dāng)掃描模式在橫向?qū)挾确较蜃髠?cè)部位的權(quán)重得到改善時(shí)，掃描模式能通過(guò)橫向?qū)ΨQ(chēng)所折回如圖10E所示的掃描模式而得到，這樣能平滑地檢測(cè)定位在行駛方向左側(cè)位置上的障礙物。
圖10F示出在改善目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的一點(diǎn)(目標(biāo)位置)的掃描權(quán)重的情況下的掃描模式。該掃描模式在檢測(cè)障礙物時(shí)使用最好。這是因?yàn)楫?dāng)障礙物檢測(cè)位置被設(shè)置為目標(biāo)位置時(shí)，在障礙物附近的掃描頻率增加，這樣例如能平滑地檢測(cè)障礙物的位置變化。通過(guò)對(duì)將圖10A所示掃描模式的掃描起始點(diǎn)(圖10A中目標(biāo)區(qū)域的中心位置)改變至目標(biāo)位置所進(jìn)行的計(jì)算處理，能得到圖10F所示的掃描模式。在這種情況下，圖10A所示的掃描模式保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。掃描控制程序10a執(zhí)行關(guān)于改變所保存的掃描模式中掃描起始點(diǎn)的計(jì)算處理。
圖11A至11D和圖12A至12D示出在右轉(zhuǎn)變駕駛時(shí)目標(biāo)區(qū)域的掃描模式的修改例。
參考圖11A至11D，圖11A所示的掃描模式是為在直線道路駕駛時(shí)設(shè)置的。當(dāng)駕駛員在這種狀態(tài)下將駕駛輪轉(zhuǎn)至右側(cè)，并且有關(guān)右轉(zhuǎn)彎駕駛的信號(hào)輸出至掃描控制程序10a時(shí)，目標(biāo)區(qū)域轉(zhuǎn)移或掃描模式改變?yōu)閳D11B、11C 和11D所示。
圖11B示出一個(gè)例子，即目標(biāo)區(qū)域轉(zhuǎn)移至行駛方向前方區(qū)域中心軸的右側(cè)。在這樣情況下，對(duì)行駛方向前方區(qū)域中心軸的非對(duì)稱(chēng)區(qū)域(轉(zhuǎn)移至右側(cè)的區(qū)域)進(jìn)行掃描。因此，能瞬時(shí)地檢測(cè)汽車(chē)將要轉(zhuǎn)向的右側(cè)區(qū)域是否存在障礙物。這時(shí)，圖11A所示的掃描模式保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。掃描控制程序10a基于駕駛方向和駕駛速度執(zhí)行關(guān)于改變所保存的掃描模式中目標(biāo)區(qū)域的處理。在這種情況下，對(duì)從汽車(chē)至目標(biāo)區(qū)域的中心軸的方向與從汽車(chē)至前方區(qū)域的中心軸方向之間的角度進(jìn)行設(shè)置，以便于單純地隨駕駛角度而增加角度。
圖11C示出目標(biāo)區(qū)域未轉(zhuǎn)移而掃描模式改變?yōu)橛覀?cè)區(qū)域權(quán)重改善的模式的一個(gè)例子。在這種情況下，也能瞬時(shí)地檢測(cè)在右轉(zhuǎn)彎方向是否存在障礙物。對(duì)行駛方向前方區(qū)域的中心軸的對(duì)稱(chēng)區(qū)域進(jìn)行掃描，同樣也能檢測(cè)定位在行駛方向前方區(qū)域的障礙物，這與圖11A所示的情況有所不同。在這種情況下，圖11A所示的掃描模式和圖11C所示的掃描模式都保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。掃描控制程序10a執(zhí)行關(guān)于從所保存的掃描模式中選擇與駕駛方向相應(yīng)的掃描模式的處理，并設(shè)置所選的掃描模式。
圖11D示出目標(biāo)區(qū)域轉(zhuǎn)移至右側(cè)而掃描模式改變?yōu)楦纳朴覀?cè)區(qū)域權(quán)重的模式的一個(gè)例子。這種情況與圖11B和11C所示的情況相比，更能瞬時(shí)地檢測(cè)右側(cè)方向是否存在障礙物。這時(shí)，圖11A所示的掃描模式和圖11C所示的掃描模式都保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。掃描控制程序10a執(zhí)行關(guān)于從所保存的掃描模式中選擇與駕駛方向相應(yīng)的掃描模式的處理。此外，掃描控制程序10a基于駕駛方向和駕駛角度執(zhí)行關(guān)于改變目標(biāo)區(qū)域的處理。
圖12A至12D示出在圖11A至11D所示的例子中，將直線道路駕駛時(shí)使用的掃描模式從圖11A所示的掃描模式，改變?yōu)閳D12A所示的掃描模式的一些例子。在這種情況下，當(dāng)有關(guān)右轉(zhuǎn)彎駕駛的信號(hào)輸入掃描控制程序10a時(shí)，目標(biāo)區(qū)域轉(zhuǎn)移或者掃描模式改變?yōu)閳D12B、12C和12D所示，在那些例子中，能瞬時(shí)地檢測(cè)右側(cè)部位是否存在障礙物，如圖11B、11C和11D所示的情況。
左轉(zhuǎn)彎駕駛的情況與圖11A至11D和圖12A至12D所示的例子不同，目標(biāo)區(qū)域轉(zhuǎn)移至左側(cè)或掃描模式改變?yōu)樽髠?cè)區(qū)域的權(quán)重改善的模式。
圖13A至13C示出在駕駛速度提高的情況下，目標(biāo)區(qū)域和掃描模式的一些修改例。在圖13A至13C中，速度1對(duì)應(yīng)于等于或小于第一閾值速度的駕駛速度，速度2對(duì)應(yīng)于大于第一閾值速度和等于或小于第二閾值速度的駕駛速度，速度3對(duì)應(yīng)于大于第二閾值速度的駕駛速度。在這些情況下，掃描控制程序10a監(jiān)視作為外部信號(hào)的與駕駛速度相關(guān)的信號(hào)，并基于所監(jiān)視的駕駛速度適當(dāng)?shù)馗淖兡繕?biāo)區(qū)域和掃描模式。
在圖13A至13B所示的例子中，目標(biāo)區(qū)域隨著駕駛速度的提高逐漸減小。因此，對(duì)與直前方遠(yuǎn)距離位置相應(yīng)的位置的掃描頻率增加，結(jié)果是能夠平滑地檢測(cè)定位在直前方遠(yuǎn)距離位置上的障礙物。在這種情況下，應(yīng)用在速度1情況下的掃描模式被保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。掃描控制程序10a基于駕駛速度執(zhí)行關(guān)于改變目標(biāo)區(qū)域的處理。
在圖13C所示的例子中，隨著駕駛速度的增加，掃描模式改變?yōu)橹行牟课粰?quán)重改變的模式。當(dāng)駕駛速度進(jìn)一步提高時(shí)，目標(biāo)區(qū)域減小。在這個(gè)例子中，對(duì)與直前方遠(yuǎn)距離位置相應(yīng)的位置的掃描頻率也增加，所以能平滑地檢測(cè)定位在直前方遠(yuǎn)距離位置的障礙物。在這種情況下，應(yīng)用于速度1的掃描模式和應(yīng)用于速度2的掃描模式都被保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。掃描控制程序10a基于當(dāng)前駕駛速度執(zhí)行關(guān)于選擇和設(shè)置掃描模式的處理，并基于當(dāng)前駕駛速度執(zhí)行關(guān)于改變目標(biāo)區(qū)域的處理。
圖14A至14C示出檢測(cè)障礙物時(shí)掃描模式的變化。
當(dāng)在正常駕駛期間使用圖14A所示的掃描模式檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域中的障礙物時(shí)，掃描模式的起始位置改變至如圖14B或14C所示的障礙物檢測(cè)位置。為此，目標(biāo)區(qū)域的掃描軌跡改變?yōu)閳D14B或14C所示。當(dāng)目標(biāo)區(qū)域的掃描軌跡改變時(shí)，在障礙物位置附近的掃描頻率增加，因此，能平滑地檢測(cè)障礙物位置的變化。在這種情況下，圖14A所示的掃描模式被保存在數(shù)字信號(hào)處理控制電路10中。掃描控制程序10a執(zhí)行關(guān)于將保存的掃描模式中掃描起始點(diǎn)改變至障礙物檢測(cè)位置的計(jì)算處理，并重新設(shè)置掃描軌跡。
圖15是在基于駕駛方向和駕駛速度的變化改變掃描模式的情況下的處理流程圖。
當(dāng)掃描操作開(kāi)始時(shí)，掃描模式的起始位置設(shè)置為目標(biāo)區(qū)域的中心位置(步驟S11)。此外，將應(yīng)用于正常駕駛的掃描模式設(shè)置為用于掃描操作的模式(步驟S12)。然后，基于相繼輸入的外部信號(hào)確定行駛方向(右轉(zhuǎn)彎駕駛或左轉(zhuǎn)彎駕駛)是否有改變(步驟S13)。當(dāng)行駛方向有改變(步驟S13是)時(shí)，將初始的掃描模式改變?yōu)樵谒淖兊姆较蛏细纳茩?quán)重的掃描模式(例如，圖11B至11D和圖12B至12D所示中的任何一個(gè))(步驟S14)。當(dāng)在行駛方向沒(méi)有改變(步驟S13否)時(shí)，初始的掃描模式不變。
在掃描模式作了上述設(shè)置以后，基于有關(guān)所輸入的當(dāng)前駕駛速度的外部信號(hào)，確定當(dāng)前駕駛速度是否超過(guò)預(yù)定的閾值(步驟S15)。在當(dāng)前駕駛速度超過(guò)預(yù)定的閾值(步驟S15是)時(shí)，基于駕駛速度使目標(biāo)區(qū)域小于正常的目標(biāo)區(qū)域，以改善駕駛方向上中心部位的掃描權(quán)重(步驟S16)。在當(dāng)前速度不超過(guò)閾值(步驟S15否)時(shí)，正常的目標(biāo)區(qū)域設(shè)置為掃描操作的目標(biāo)區(qū)域。
此后，當(dāng)設(shè)置掃描模式和目標(biāo)區(qū)域時(shí)，使掃描模式適合于目標(biāo)區(qū)域以設(shè)置掃描操作用的掃描軌跡。沿著掃描軌跡進(jìn)行激光束掃描。基于掃描期間反射光束的狀態(tài)，在每個(gè)掃描位置上進(jìn)行對(duì)障礙物的障礙物檢測(cè)處理和距離測(cè)量處理(步驟S17)。
當(dāng)完成第一掃描操作后，處理回到步驟S11并重復(fù)相同的處理。在每次掃描時(shí)進(jìn)行對(duì)障礙物的障礙物檢測(cè)處理和距離測(cè)量的處理，并將處理獲得的結(jié)果輸出至例如控制汽車(chē)駕駛狀態(tài)的控制電路。
在步驟S16中，可設(shè)置另一掃描模式代替目標(biāo)區(qū)域的減小。例如，當(dāng)在步驟S13確定行駛方向沒(méi)有改變時(shí)，步驟S12中初始化的掃描模式可在步驟S16中改變?yōu)檫m合高速駕駛的掃描模式。具體說(shuō)，當(dāng)初始的掃描模式是圖12A所示的掃描模式時(shí)，在步驟S16可改變?yōu)閳D10A或10B所示的掃描模式。另一方面，在步驟S13設(shè)置的并適合于左或右轉(zhuǎn)彎的掃描模式。例如圖11C或12C所示的掃描模式，可改變?yōu)橥瑫r(shí)適合高速駕駛和左或右轉(zhuǎn)彎的掃描模式，例如在目標(biāo)區(qū)域中行駛方向中心部位和駕駛轉(zhuǎn)向方向邊緣部位的掃描頻率增加。
在步驟S14中，例如，如圖11B和11D以及圖12B和12D，代替改變掃描模式或除改變掃描模式以外，還可以在駕駛轉(zhuǎn)向方向上轉(zhuǎn)移目標(biāo)區(qū)域。
注意，圖15是基于駕駛轉(zhuǎn)向方向和駕駛速度的變化，改變掃描模式的情況下的處理流程圖。這里，當(dāng)僅基于駕駛轉(zhuǎn)向方向的變化而改變掃描模式時(shí)，圖15中的步驟S15和S16可以省略。當(dāng)僅基于駕駛速度的變化而改變掃描模式時(shí)，圖15中的步驟S13和S14可以省略。
根據(jù)圖15所示的流程，能瞬時(shí)地檢測(cè)在左或右轉(zhuǎn)彎時(shí)駕駛方向上是否存在障礙物。此外，在高速駕駛期間能瞬時(shí)地檢測(cè)在駕駛方向的遠(yuǎn)方位置是否存在障礙物。
圖16是為響應(yīng)障礙物的檢測(cè)而改變掃描模式的情況下的流程圖。
當(dāng)掃描模式開(kāi)始時(shí)，掃描模式的起始位置設(shè)置為目標(biāo)區(qū)域的中心位置(步驟S21)。此外，應(yīng)用于正常駕駛的掃描模式設(shè)置為掃描操作用的模式(步驟S22)。然后，使掃描模式適合于目標(biāo)區(qū)域以設(shè)置掃描操作的掃描軌跡。沿著掃描軌跡進(jìn)行激光束掃描。在掃描期間基于反射光束的狀態(tài)，在每一掃描位置進(jìn)行對(duì)障礙物的障礙物檢測(cè)處理和距離測(cè)量處理(步驟S23)。
在處理過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到目標(biāo)區(qū)域中的障礙物時(shí)，基于障礙物和各個(gè)掃描位置之間的距離確定最靠近障礙物的掃描位置(目標(biāo)區(qū)域中的坐標(biāo)位置)(步驟S24)。然后，確定最近的掃描位置與障礙物之間的距離是否小于閾值距離(步驟S25)。當(dāng)距離小于閾值距離時(shí)(步驟S25是)時(shí)，將這個(gè)掃描位置設(shè)置為目標(biāo)區(qū)域的起始位置，并基于與設(shè)置的掃描位置相應(yīng)的起始位置計(jì)算掃描軌跡(步驟S26)。在下一掃描時(shí)刻，沿著所計(jì)算的掃描軌跡用激光束掃描。在每一掃描位置進(jìn)行對(duì)障礙物的障礙物檢測(cè)處理和距離測(cè)量處理(步驟S23)。
重復(fù)進(jìn)行掃描軌跡的重設(shè)和基于此的掃描操作，直至在目標(biāo)區(qū)域中檢測(cè)不到障礙物，或者最近的掃描位置與障礙物之間的距離大于閾值距離(步驟S25是→步驟S26)。當(dāng)步驟S25的判斷變成否時(shí)，處理回到步驟S21。然后，對(duì)掃描起始位置和掃描模式進(jìn)行初始化(步驟S21和S22)，并基于此進(jìn)行障礙物檢測(cè)和距離測(cè)量(步驟S23)。
根據(jù)圖16所示的流程，基于障礙物的檢測(cè)，在障礙物位置附近的掃描頻率增加，所以，能平滑地檢測(cè)障礙物附近的變化。
盡管上面描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例。
例如，在上述實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于汽車(chē)的光束輻射裝置。但本發(fā)明能應(yīng)用于移動(dòng)目標(biāo)例如艦船或飛機(jī)。
本發(fā)明的實(shí)施例在不違背權(quán)利要求中所述范圍和技術(shù)思想的情況下，能夠做出各種適當(dāng)?shù)男薷摹?br> 權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)裝置，其用于通過(guò)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的障礙物，其特征在于包括掃描控制裝置，其基于與裝有所述檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的信號(hào)，控制激光束的掃描軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于所述掃描控制裝置基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)和與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)，設(shè)置激光束的掃描軌跡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一條掃描軌跡作為激光束的掃描軌跡，其用于在行駛方向從行駛方向中心軸轉(zhuǎn)向的方向上的轉(zhuǎn)移的部位增加掃描頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)，在行駛方向從行駛方向中心軸轉(zhuǎn)向的方向上轉(zhuǎn)移目標(biāo)區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛方向相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一種掃描模式作為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)激光束的掃描模式，其用于在行駛方向從目標(biāo)區(qū)域中心部位轉(zhuǎn)向的方向上的轉(zhuǎn)移部位增加掃描頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一條掃描軌跡作為激光束的掃描軌跡，其用于隨著行駛速度的增加，在行駛方向的前方區(qū)域中心部位增加掃描頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)，隨著行駛速度的增加，減小行駛方向中心部位的目標(biāo)區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于與運(yùn)動(dòng)物體行駛速度相關(guān)的信號(hào)，設(shè)置一種掃描模式作為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)激光束的掃描模式，其用于隨著行駛速度的增加，增加在目標(biāo)區(qū)域中心部位的掃描頻率。
9.一種檢測(cè)裝置，其用于通過(guò)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的障礙物，其特征在于包括掃描控制裝置，其基于障礙物檢測(cè)所得到的結(jié)果，控制激光束的掃描軌跡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于障礙物檢測(cè)所得到的結(jié)果，設(shè)置一條掃描軌跡作為激光束的掃描軌跡，其用于增加在障礙物附近的掃描頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢測(cè)裝置，其特征在于掃描控制裝置基于障礙物檢測(cè)所得到的結(jié)果，設(shè)置障礙物的檢測(cè)位置作為掃描軌跡的起始點(diǎn)，并設(shè)置其中激光束反復(fù)返回設(shè)置的起始點(diǎn)的掃描模式，作為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)激光束的掃描模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任何一項(xiàng)所述的檢測(cè)裝置，其特征在于當(dāng)至障礙物的距離小于閾值距離時(shí)，掃描控制裝置設(shè)置掃描軌跡作為激光束的掃描軌跡，其用于增加在障礙物附近的掃描頻率。
全文摘要
基于與駕駛方向和駕駛速度、障礙物檢測(cè)所得結(jié)果相關(guān)的每一外部信號(hào)，以及有關(guān)至障礙物距離的信號(hào)，控制激光束的掃描軌跡。例如在右轉(zhuǎn)彎時(shí)設(shè)置一條掃描軌跡，在從駕駛方向中心軸右轉(zhuǎn)彎方向的轉(zhuǎn)移部位增加掃描頻率。在高速駕駛時(shí)，設(shè)置一條掃描軌跡用于在從駕駛方向中心部位增加掃描頻率。當(dāng)檢測(cè)出的障礙物處于小于閾值距離的相應(yīng)位置時(shí)，設(shè)置一條掃描軌跡，用于在障礙物附近部位增加掃描頻率。在駕駛方向改變時(shí)，高速駕駛時(shí)，以及障礙物檢測(cè)時(shí)，障礙物檢測(cè)及其狀態(tài)監(jiān)視是充分而平滑地進(jìn)行的。
文檔編號(hào)G01S17/00GK1834686SQ20061007171
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者山口淳, 小林伸二, 山田真人, 市浦秀一 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社