JP2004322760A - 衝突対象物識別装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】衝突物の種類を検知することができる衝突対象物識別装置を提供する。
【解決手段】衝突対象物識別装置は、車両のバンパ１０１に取り付けた光ファイバ１に対してＬＤ２２から所定周波数の変調光を送り、その入射光とＰＤ２３にて受光される出射光との位相差をベクトル電圧信号として検出するベクトル電圧計２４を有する光送受信モジュール２と、車両と対象物との衝突時にバンパの変形に伴い光ファイバ１に生じる伸び歪みの量に応じてベクトル電圧信号がトリガレベルからスレッショルドまで達するのに要する所要時間を測定し、この所要時間と車両の走行速度との相関関係を対象物に対応付けて予め記憶するＲＯＭ３４上の対象物識別テーブル３４ａを用いて、車両と対象物との衝突時に、計測された走行速度と所要時間とに適合する対象物を抽出して識別し、その対象物名信号を出力する制御プログラムを実行する演算処理部３とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】衝突対象物識別装置は、車両のバンパ１０１に取り付けた光ファイバ１に対してＬＤ２２から所定周波数の変調光を送り、その入射光とＰＤ２３にて受光される出射光との位相差をベクトル電圧信号として検出するベクトル電圧計２４を有する光送受信モジュール２と、車両と対象物との衝突時にバンパの変形に伴い光ファイバ１に生じる伸び歪みの量に応じてベクトル電圧信号がトリガレベルからスレッショルドまで達するのに要する所要時間を測定し、この所要時間と車両の走行速度との相関関係を対象物に対応付けて予め記憶するＲＯＭ３４上の対象物識別テーブル３４ａを用いて、車両と対象物との衝突時に、計測された走行速度と所要時間とに適合する対象物を抽出して識別し、その対象物名信号を出力する制御プログラムを実行する演算処理部３とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突対象物識別装置に関し、特に車両バンパに光ファイバを装着するタイプの計測システムに適用されるもので、車両衝突時にその衝突物体が人間であることを検知することができ、ボンネット（車両用フード）あるいはボンネットの一部が飛び出す（跳ね上がる）ことで人間の頭部がボンネットに衝突する際の衝撃を吸収緩和し、保護する装置等に利用できる衝突対象物識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを車両バンパに装着するタイプの車両衝突用センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両衝突用センサは、車両バンパに沿って少なくとも一部が露出して設けられた漏洩光ファイバと、この漏洩光ファイバの一端側に設けられ、光を入射させる投光ユニットと、その漏洩光ファイバの他端側に設けられ、光を受ける受光ユニットとを備え、車両が衝突したときに漏洩光ファイバが圧縮変形あるいは破断することにより、漏洩光ファイバを伝搬する光の漏洩量が増大し、受光ユニットの受光量が減少することを利用して車両の衝突検知を行なうものである。
【０００３】
また、車両衝突検知以外でも、光ファイバを用いた衝突検知センサが知られている（例えば、特許文献２参照）。この衝突検知センサは、監視区域の地面に立てた複数本の支柱に光ファイバ通線管を折り返し連続架設し、支柱間の光ファイバ通線管に可撓管部を設け、光ファイバ通線管内に光ファイバを収納した構成で、光ファイバ通線管が衝突を受けると、可撓管部とその内部の光ファイバの曲率が大きくなり、光ファイバを伝搬する光の漏洩や反射が多くなることを利用して落石などの衝突検知を行うものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１９０７３２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２６７５４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例の光ファイバを用いた車両衝突用センサでは、断線あるいは光ファイバ中を伝搬する光量漏洩過大による検知が主であるため、衝突物の種類を検知できず、例えば人と電柱を識別できないといった不都合があった。これは、車両衝突検知以外の上述した落石などの衝突検知センサでも同様であった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、衝突物の種類を検知することができる衝突対象物識別装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、車両の走行速度を検出する速度センサと、前記車両のバンパにその長手方向に平行に取り付けた光ファイバに対して所定周波数の変調光を送り、該光ファイバの入射光と出射光との位相差を検出する位相差検出手段と、前記車両と対象物との衝突時に前記バンパの変形に伴い前記光ファイバに生じる伸び歪みの量に応じて前記位相差の検出値が変化することにより、該検出値が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、前記走行速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、前記車両と前記対象物との衝突時に、前記速度センサで検出された走行速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間とに適合する前記対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、対象物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、当該装置の表面に取り付けた光ファイバに対して所定周波数の変調光を送り、該光ファイバの入射光と出射光との位相差を検出する位相差検出手段と、前記装置と対象物との衝突時に前記表面の変形に伴い前記光ファイバに生じる伸び歪みの量に応じて前記位相差の検出値が変化し、該検出値が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、前記相対速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、前記装置と前記対象物との衝突時に、前記相対速度検出手段で検出された相対速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間に適合する対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記位相差検出手段は、前記位相差をベクトル電圧信号として検出するベクトル電圧計を有することを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記位相差検出手段は、前記入射光を発する光源と、前記出射光を受ける光検出器とを有し、前記光源及び前記光検出器は、前記光ファイバの一端側に接続され、該光ファイバの他端側に反射端が形成されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記位相差検出手段は、前記入射光を発する光源と、前記出射光を受ける光検出器とを有し、前記光源は、前記光ファイバの一端側に接続され、前記光検出器は、該光ファイバの他端側に接続されることを要旨とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記対象物は、少なくとも人体を含み、前記対象物識別手段は、前記対象物が人体か否かを識別することを要旨とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本実施形態の衝突対象物識別装置は、光ファイバの伸び歪みを利用し、例えば人や電柱など衝突物の硬さの異なるものが車両に衝突したときのバンパの変形速度が異なる点に着目し、光ファイバの伸び歪みの変化する時間からバンパの変形速度を算出し、衝突物体を識別する計測システムに適用したものである。
【００１６】
図１は、本実施形態の衝突対象物識別装置の全体構成を示す斜視図、図２は、その詳細構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の衝突対象物識別装置は、車両１００の前部バンパ１０１の例えば裏側にその長手方向（車軸方向）に沿って布線された光ファイバ１と、この光ファイバ１の一端側に接続された光送受信モジュール２と、この光送受信モジュール２の出力側に接続された演算処理部３と、この演算処理部３の出力側に接続されたアクティブフード制御部４とを備えている。光ファイバ１の他端側には、その一端側から光ファイバ１に入射される光を反射しその反射光を入射光の経路とは反対の経路で光ファイバ１を介しその一端側から出射させるための反射端Ｒが形成されている。
【００１８】
光ファイバ１は、本実施形態では例えばＳＭ（シングルモード）型、φ（外径）１２５μｍクラッド径ガラスにＵＶ硬化型樹脂で２５０μｍに被覆され、さらにポリエステルエラストマなどの熱可塑性プラスチックでφ（外径）０．９ｍｍに被覆された構造のものを用いる。
【００１９】
この光ファイバ１は、図２に示すように、車両１００のバンパ１０１の裏側にその長手方向ＡＸに自由に動けるパイプ（筒状部材）１１中に通線され、そのパイプ１１及びその内部に通線された光ファイバ１の両端部はバンパ１０１の両サイドで把持固定されて固定部を構成する。これにより、障害物（衝突対象物）が車両バンパ１０１に衝突した時に、バンパ１０１の変形に伴い、固定部間のパイプ１１が伸ばされ、これに伴いパイプ１１中に入っている光ファイバ１も同時に伸び歪みを受けるようになっている。
【００２０】
光送受信モジュール２は、図２に示すように、光ファイバ１の一端側にカプラ２１を介して接続される光源としてのＬＤ（レーザーダイオード）２２及び光検出器としてのＰＤ（フォトダイオード）２３と、ＰＤ２３の出力側に接続されるベクトル電圧計２４と、ベクトル電圧計２４及びＬＤ２２に出力する所定周波数の参照信号を生成する信号発生器２５とを有する。この光送受信モジュール２において、ＬＤ２２からカプラ２１を介して光ファイバ１の一端側から入射される所定周波数の変調光は、光ファイバ１中を伝搬しその他端側の反射端Ｒで反射され、逆の経路で光ファイバ１の一端側に戻って出射され、カプラ２１を介してＰＤ２３にて受光される。ベクトル電圧計２４は、このときの光ファイバ１の入射光と出射光の位相差に応じたベクトル電圧を測定し演算処理部３に出力する。
【００２１】
演算処理部３は、図２に示すように、ベクトル電圧計２４からのベクトル電圧出力Ｖをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３１と、予め設定された制御プログラム（後述参照）に従って装置全体を制御するＣＰＵ３２と、制御データを記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム及び対象物識別テーブル３４ａ（後述参照）を記憶するＲＯＭ３４と、設定された時間を計時して割り込み信号ＩＮＴを発生しＣＰＵ３２に出力するタイマ３５と、車両１００に搭載された速度センサである車速エンコーダ（ロータリーエンコーダ）１１０のＰＤ（フォトダイオード）１１１に接続され、その出力パルスを計数し車速ｖとして出力するパルスカウンタ３６と、アクティブフード制御部４に接続される出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）３７とを有する。
【００２２】
アクティブフード制御部４は、図３に示すように、車両用フード（ボンネット）１２０をその前側を支点ＳＰにして後側が開くように跳ね上げる跳ね上げ機構（アクチュエータ）１２１に電気的に接続され、その跳ね上げ機構１２１に対しその開閉状態を制御する制御信号Ｓ１を出力する。車両用フード１２０は、エンジンルームの点検等の通常時には、跳ね上げ機構は動作せず、その後側を支点にして前側が開く構造となっている。
【００２３】
次に、本実施形態の測定原理を説明する。
【００２４】
本実施形態で用いる光ファイバ１の伸び歪み量の測定原理には、位相差法を用いる。以下、この位相差法を用いた測定原理の概略を説明する。
【００２５】
まず、光送受信モジュール２のＬＤ２２から一定周波数の光を発信させる。このときの変調信号を電気的にベクトル電圧計２４に取り込む。この変調信号の位相を「位相Ａ」とする。次いで、光送受信モジュール２のＰＤ２３で受信した光信号を電気信号に変換して出力し、ベクトル電圧計２４に取り込む。この信号の位相を「位相Ｂ」とする。
【００２６】
ここで、図４（ａ）に示すように車両１００が対象物ＯＢに衝突する前の状態から、図４（ｂ）に示すように衝突する場合を考える。この場合、対象物ＯＢとの衝突により車両１００のバンパ１０１が変形し、これに伴い布線した光ファイバ１が引っ張られ、伸び歪みが発生すると、その伸び歪み量の変化に従い、ＰＤ２３で検出される出射光の位相ＢがＬＤ２２により発信される入射光の位相Ａに対しずれていく。従って、入射光の位相Ａと出射光の位相Ｂのずれ量（位相差）を測定することにより、光ファイバ１の伸び歪み量を得ることができる。
【００２７】
図５は、上記光ファイバ１の伸び歪み量の増加速度を、車両１００に衝突する衝突物が比較的硬い場合と軟らかい場合とで比較するものである。図５において、横軸は時間ｔ、縦軸は光ファイバ１の伸び歪み量（上記位相Ａ、Ｂ間の位相差）に対応するベクトル電圧計出力（Ｖ）をそれぞれ示す。
【００２８】
また、図５において、Ｖｒｅｆ１は予め設定された第１レベル（以下、「トリガレベル」）に対応するベクトル電圧計出力、Ｖｒｅｆ２は予め設定された第２レベル（以下、「スレッショルド」又は「スレッシュホールド」）に対応するベクトル電圧計出力、ｔ１はベクトル電圧計出力がトリガレベルＶｒｅｆ１に達した時の時間（以下、「トリガ時刻」）、ｔ２はベクトル電圧計出力が増加してスレッショルドＶｒｅｆ２に達した時の時間（以下、「スレッショルド時刻」）、Δｔは、トリガ時刻ｔ１からスレッショルド時刻ｔ２に要する所要時間（Δｔ＝ｔ２−ｔ１）をそれぞれ示す。
【００２９】
図５に示すように、衝突物の硬さの違いにより、所要時間Δｔの値が異なり、衝突物が硬いほど、Δｔの値が小さくなる。そこで、ベクトル電圧出力Ｖが予め設定されたトリガレベルＶｒｅｆ１からスレッシュホールドＶｒｅｆ２まで達する際の所要時間Δｔを演算処理部３にて計測し、その時間Δｔによって衝突物の硬さを判断することができる。
【００３０】
また、Δｔの値は、衝突時速度ｖが早いほど小さくなる。そこで、車速ロータリーエンコーダ１１０により計測される衝突時の車両進行速度ｖも、演算処理部３に取り込んでおくことで、衝突速度ｖに応じて予め設定されたΔｔを衝突物の硬さの判断基準として用いることができる。
【００３１】
図６は、衝突時の車速ｖを４０〜６０ｋｍ／時（ｈ）の範囲で変えて上記所要時間Δｔの値を測定した実施例の結果を示す。
【００３２】
本実施例には、硬さの異なる衝突物として、人体モデル、電柱１、電柱２を用いた。光送受信モジュール２のＬＤ２２（光源）には、使用波長１．３１μｍのＬＤ（レーザダイオード）を使用し、その変調周波数は９９０ＭＨｚ、光ファイバ１の布線長は、１．８ｍとした。光ファイバ１には、使用波長１．３μｍの１．３ＳＭ（シングルモード）タイプのもので、ＭＦＤ（モードフィールド直径）９．０μｍ（ａｔ１．３μｍ）、λｃ（遮断波長）１．２０μｍのものを使用した。
【００３３】
上記条件下では、光ファイバの伸び歪み量６％に対する位相のズレは１５０°となる。また、ベクトル電圧計２４の電圧出力Ｖは１１ｍＶ／°である。ここでは、ベクトル電圧出力０．１ＶをトリガレベルＶｒｅｆ１とし、ベクトル電圧出力１．３ＶをスレッショルドＶｒｅｆ２とし、それぞれに対応するトリガ開始時刻（トリガ時刻）ｔ１及びスレッショルド時刻ｔ２を測定し、Δｔを求めた（Δｔ＝ｔ２−ｔ１）。
【００３４】
その結果、図６に示すように、対象物が人体モデルでは、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝３９．２ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝３１．２ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝２６．０ｍｓであった。これに対し、対象物が電柱１では、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝７．１２ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝５．６８ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝４．７３ｍｓであった。また、対象物が電柱２では、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝５．３２ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝４．２４ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝３．５３ｍｓであった。
【００３５】
上記結果から、車速ｖが４０〜６０ｋｍ／ｈの条件では、人体モデルではΔｔ＝２６．０ｍｓ以上、電柱１、２ではΔｔ＝７．１２ｍｓ以下であるため、双方のデータの平均値として、Δｔ＝１０ｍｓ程度（例えば、（２６．０＋７．１２）／２＝１６．５６等）が、人体かそれ以外の電柱などの硬い物かの判断基準となるしきい値（Δｔ設定時間）として利用できることが分かった。上記実施例では、対象物として人以外の硬い物の例として外径の異なる２つの電柱を説明しているが、本発明はこれに限らず、コンクリート製構造物の外壁やガードレール等も同様である。
【００３６】
従って、硬さの異なる衝突物の種類に対応付けて、ベクトル電圧出力ＶがトリガレベルＶ１からスレッシュホールドＶ２まで達する際の所要時間Δｔと車速ｖとの相関関係を対象物識別テーブル３４ａとして演算処理部３のＲＯＭ３４に予め記憶し設定しておけば、衝突時の車両走行速度ｖ及び上記所要時間Δｔを計測し演算処理部３に取り込むことで、対象物識別テーブル３４ａを参照して衝突物を識別することができる。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る衝突対象物識別装置の動作を図７に基づいて説明する。図７は、演算処理部３のＣＰＵ３２が実行する制御プログラムの処理手順を模式的に表す制御フローチャートである。この制御プログラムは、演算処理部３のＲＯＭ３４内に記憶されている。
【００３８】
図７において、まず、演算処理部３のＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３４内の制御プログラムを実行することにより、タイマ３５をスタートさせて（ステップＳ１０）、パルスカウンタ３６を介して車速ｖを入力する（ステップＳ２０）。そして、入力された車速ｖが４０ｋｍ／ｈ≦ｖ≦６０ｋｍ／ｈの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ３０）、この条件を満たしていると判定されたとき、ベクトル電圧計２４からのベクトル電圧出力ＶをＡ／Ｄ変換器３１を介して入力する（ステップＳ４０）。
【００３９】
次いで、ＣＰＵ３２は、入力されたベクトル電圧出力ＶがトリガレベルＶｒｅｆ１≦Ｖの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ５０）、この条件を満たしていると判定されたとき、その時点のタイマ３５の計時をトリガ時刻ｔ１として入力する（ステップＳ６０）。
【００４０】
次いで、ＣＰＵ３２は、ベクトル電圧計２４からのベクトル電圧出力ＶをＡ／Ｄ変換器３１を介して入力し（ステップＳ７０）、入力されたベクトル電圧ＶがスレッショルドＶｒｅｆ２≦Ｖの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ８０）、この条件を満たしていると判定されたとき、その時点のタイマ３５の計時をスレッショルド時刻ｔ２として入力する（ステップＳ９０）。
【００４１】
次いで、ＣＰＵ３２は、入力されたタイマ３５の計時によるトリガ時刻ｔ１、スレッショルド時刻ｔ２から、所要時間Δｔ＝ｔ２−ｔ１を算出し（ステップＳ１００）、パルスカウンタ３６を介して車速ｖを入力する（ステップＳ１１０）。そして、対象物識別テーブル３４ａを参照して、車速ｖ、所要時間Δｔに適合する対象物を抽出し（ステップＳ１２０）、抽出された対象物が人体か否かを判定し（ステップＳ１３０）、人体であると判定された場合、出力Ｉ／Ｆ３７を介してアクティブフード制御装置４に跳ね上げ信号を出力する（ステップＳ１４０）。これにより、車両用フード１２０が跳ね上がり、人間の頭部などが受ける衝撃を吸収緩和することが可能となる。
【００４２】
図８（ａ）〜（ｄ）は、車両に衝突する衝突物が人間の場合に、車両用フードを跳ね上げて人間の頭部がエンジンなどに二次的に衝突する際の衝撃を吸収緩和する様子を模式的に示す。図８（ａ）は、対象物ＯＢである人体と車両１００の衝突前の状態、図８（ｂ）は、対象物ＯＢである人体との衝突直後に車両用フード１２０が開いて跳ね上がった状態、図８（ｃ）は、車両用フード１２０が開いた状態から閉じていく状態、図８（ｄ）は車両用フード１２０が完全に閉じた状態をそれぞれ示す。
【００４３】
従って、本実施形態によれば、衝突物の硬さに応じてバンパの変形速度が異なることを利用し、バンパの変形に伴う曲げ損失による伝送損失増加速度を検知することにより、衝突物の種類を検知することができる。特に、衝突物が人かそれ以外の硬さの異なるものであるかを検出することが可能となった。これにより、例えば衝突物が人体であると検出された場合のみ車両用フードを跳ね上げることで人間の頭部がボンネットに衝突する際の衝撃を吸収緩和し、保護することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る衝突対象物識別装置の構成を示す図である。
【００４５】
本実施の形態では、衝突対象物識別装置の全体構成は、図１と同様の構成（光ファイバ１、光送受信モジュール２（ＬＤ２２、ＰＤ２３、及びベクトル電圧計２４）、演算処理部３（Ａ／Ｄ変換器３１、ＣＰＵ３２、ＲＡＭ３３、ＲＯＭ３４、対象物識別テーブル３４ａ、タイマ３５、パルスカウンタ３６、及び出力Ｉ／Ｆ３７、及びアクティブフード制御部４）において、光ファイバ１の反射端Ｒ及び光送受信モジュール２のカプラ２１を省略し、光ファイバ１の一端側に光送受信モジュール２のＬＤ２２を接続し、光ファイバの他端側に光送受信モジュール２のＰＤ２３を接続している点のみ異なるものである。
【００４６】
これによれば、上記と同様の効果に加え、光ファイバ１の反射端Ｒ及び光送受信モジュール２のカプラ２１が不要になるため、装置構成をより簡素化できるといった利点もある。
【００４７】
なお、上記実施の形態では、車両の走行速度を検出する速度センサを用いる場合について説明したが、本発明はこのような速度センサに限られず、対象物との相対速度を検出するレーザーレーダーや超音波レーダー等の相対速度検出手段を用いる場合も同様の効果が得られる。特に、相対速度検出手段を用いる場合には、対象物が移動している場合でもより正確に衝突速度を検出できるから、衝突物の識別精度をより一層向上させることができる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、位相差検出手段としてベクトル電圧計を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、入射光と出射光の位相差を検出可能なものであれば、いずれの回路や測定器を用いてもよい。また、上記実施の形態では、光ファイバをバンパの裏側に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばバンパの表面に設けてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態では、車両のバンパに設けた光ファイバを用いて車両に衝突する対象物を識別する装置を用いる場合について説明したが、本発明はこのような車両衝突検知に限られることなく、衝突物が人かそれ以外か等を識別する必要がある装置であればいずれの計測センサでも適用できる。
【００５０】
なお、本発明は、代表的に例示した上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲の記載内容に基づき、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様に変形、変更することができる。これらの変更例や変形例も本発明の権利範囲に属するものである。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、対象物と車両との衝突時にバンパの変形による光ファイバの伸び歪みに応じた入射光と出射光の位相差を検出し、該検出値が第１レベルから第２レベルまでに達するのに要する所要時間と、車両の走行速度とに適合する対象物を対象物識別テーブルをもとに識別するため、車両に衝突する対象物を識別することができる。
【００５２】
また、請求項２記載の本発明によれば、対象物との衝突時の相対速度を測定することで、対象物が移動している場合でもより正確に衝突速度を検出できるから、衝突物の識別精度をより一層向上させることができる。
【００５３】
また、請求項３記載の本発明によれば、位相差をベクトル電圧として検出するため、より簡素な構成で精度の高い位相差測定が可能になる。
【００５４】
また、請求項４記載の本発明によれば、光源からの入射光が光ファイバの反射端で反射して戻りその出射光を光検出器にて受光するため、光ファイバを往復する分、光ファイバの伸び歪みによる入射光と出射光の位相差が大きくなり、これにより位相差の検出精度をより一層高めることができる。また、光源と光検出器とを光ファイバの一端側に配置できるから、装置のレイアウト性もよくなる。
【００５５】
また、請求項５記載の本発明によれば、光源からの光を光ファイバの一端側から入射させ、その他端側から出射される光を光検出器にて受光するため、光ファイバの一端側で光源と光検出器を結合するカプラ等の光学部品が不要な分、装置構成をより簡素化できる。
【００５６】
また、請求項６記載の本発明によれば、対象物が人体か否かを識別することができ、これにより人体の場合に例えば車両用フードを跳ね上げるように制御することが可能となり、頭部がフードに衝突する際の衝撃を吸収緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による衝突対象物識別装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】衝突対象物識別装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】車両用フード及びその跳ね上げ機構を説明する側面図である。
【図４】衝突前後でのバンパの変形及び光ファイバの伸び歪みを説明する図であり、衝突前の状態を示す上面図（ａ）、衝突後の状態を示す上面図（ｂ）である。
【図５】衝突物が硬い場合と軟らかい場合におけるベクトル電圧出力（光ファイバ伸び歪み量）と時間との関係を示すグラフである。
【図６】実施例の実験結果により対象物、衝突速度、及びΔｔの対応関係を説明する図である。
【図７】衝突対象物識別装置の全体動作を説明する概略フローチャートである。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、衝突物が人体の場合の車両用フードの跳ね上げ状態を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態による衝突対象物識別装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバ
２ 光送受信モジュール
３ 演算処理部
４ アクティブフード制御部
１１ パイプ
２１ カプラ
２２ ＬＤ（レーザーダイオード）
２３ ＰＤ（フォトダイオード）
２４ ベクトル電圧計
３１ Ａ／Ｄ変換器
３２ ＣＰＵ
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
３４ａ 対象物識別テーブル
３５ タイマ
３６ パルスカウンタ
３７ 出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）
１００ 車両
１０１ バンパ
１１０ 車速エンコーダ
１１１ ＰＤ（車速エンコーダ）
１２０ 車両用フード
１２１ 跳ね上げ機構
ＯＢ 対象物
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突対象物識別装置に関し、特に車両バンパに光ファイバを装着するタイプの計測システムに適用されるもので、車両衝突時にその衝突物体が人間であることを検知することができ、ボンネット（車両用フード）あるいはボンネットの一部が飛び出す（跳ね上がる）ことで人間の頭部がボンネットに衝突する際の衝撃を吸収緩和し、保護する装置等に利用できる衝突対象物識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを車両バンパに装着するタイプの車両衝突用センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両衝突用センサは、車両バンパに沿って少なくとも一部が露出して設けられた漏洩光ファイバと、この漏洩光ファイバの一端側に設けられ、光を入射させる投光ユニットと、その漏洩光ファイバの他端側に設けられ、光を受ける受光ユニットとを備え、車両が衝突したときに漏洩光ファイバが圧縮変形あるいは破断することにより、漏洩光ファイバを伝搬する光の漏洩量が増大し、受光ユニットの受光量が減少することを利用して車両の衝突検知を行なうものである。
【０００３】
また、車両衝突検知以外でも、光ファイバを用いた衝突検知センサが知られている（例えば、特許文献２参照）。この衝突検知センサは、監視区域の地面に立てた複数本の支柱に光ファイバ通線管を折り返し連続架設し、支柱間の光ファイバ通線管に可撓管部を設け、光ファイバ通線管内に光ファイバを収納した構成で、光ファイバ通線管が衝突を受けると、可撓管部とその内部の光ファイバの曲率が大きくなり、光ファイバを伝搬する光の漏洩や反射が多くなることを利用して落石などの衝突検知を行うものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１９０７３２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２６７５４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例の光ファイバを用いた車両衝突用センサでは、断線あるいは光ファイバ中を伝搬する光量漏洩過大による検知が主であるため、衝突物の種類を検知できず、例えば人と電柱を識別できないといった不都合があった。これは、車両衝突検知以外の上述した落石などの衝突検知センサでも同様であった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、衝突物の種類を検知することができる衝突対象物識別装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、車両の走行速度を検出する速度センサと、前記車両のバンパにその長手方向に平行に取り付けた光ファイバに対して所定周波数の変調光を送り、該光ファイバの入射光と出射光との位相差を検出する位相差検出手段と、前記車両と対象物との衝突時に前記バンパの変形に伴い前記光ファイバに生じる伸び歪みの量に応じて前記位相差の検出値が変化することにより、該検出値が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、前記走行速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、前記車両と前記対象物との衝突時に、前記速度センサで検出された走行速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間とに適合する前記対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、対象物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、当該装置の表面に取り付けた光ファイバに対して所定周波数の変調光を送り、該光ファイバの入射光と出射光との位相差を検出する位相差検出手段と、前記装置と対象物との衝突時に前記表面の変形に伴い前記光ファイバに生じる伸び歪みの量に応じて前記位相差の検出値が変化し、該検出値が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、前記相対速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、前記装置と前記対象物との衝突時に、前記相対速度検出手段で検出された相対速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間に適合する対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記位相差検出手段は、前記位相差をベクトル電圧信号として検出するベクトル電圧計を有することを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記位相差検出手段は、前記入射光を発する光源と、前記出射光を受ける光検出器とを有し、前記光源及び前記光検出器は、前記光ファイバの一端側に接続され、該光ファイバの他端側に反射端が形成されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記位相差検出手段は、前記入射光を発する光源と、前記出射光を受ける光検出器とを有し、前記光源は、前記光ファイバの一端側に接続され、前記光検出器は、該光ファイバの他端側に接続されることを要旨とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記対象物は、少なくとも人体を含み、前記対象物識別手段は、前記対象物が人体か否かを識別することを要旨とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本実施形態の衝突対象物識別装置は、光ファイバの伸び歪みを利用し、例えば人や電柱など衝突物の硬さの異なるものが車両に衝突したときのバンパの変形速度が異なる点に着目し、光ファイバの伸び歪みの変化する時間からバンパの変形速度を算出し、衝突物体を識別する計測システムに適用したものである。
【００１６】
図１は、本実施形態の衝突対象物識別装置の全体構成を示す斜視図、図２は、その詳細構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の衝突対象物識別装置は、車両１００の前部バンパ１０１の例えば裏側にその長手方向（車軸方向）に沿って布線された光ファイバ１と、この光ファイバ１の一端側に接続された光送受信モジュール２と、この光送受信モジュール２の出力側に接続された演算処理部３と、この演算処理部３の出力側に接続されたアクティブフード制御部４とを備えている。光ファイバ１の他端側には、その一端側から光ファイバ１に入射される光を反射しその反射光を入射光の経路とは反対の経路で光ファイバ１を介しその一端側から出射させるための反射端Ｒが形成されている。
【００１８】
光ファイバ１は、本実施形態では例えばＳＭ（シングルモード）型、φ（外径）１２５μｍクラッド径ガラスにＵＶ硬化型樹脂で２５０μｍに被覆され、さらにポリエステルエラストマなどの熱可塑性プラスチックでφ（外径）０．９ｍｍに被覆された構造のものを用いる。
【００１９】
この光ファイバ１は、図２に示すように、車両１００のバンパ１０１の裏側にその長手方向ＡＸに自由に動けるパイプ（筒状部材）１１中に通線され、そのパイプ１１及びその内部に通線された光ファイバ１の両端部はバンパ１０１の両サイドで把持固定されて固定部を構成する。これにより、障害物（衝突対象物）が車両バンパ１０１に衝突した時に、バンパ１０１の変形に伴い、固定部間のパイプ１１が伸ばされ、これに伴いパイプ１１中に入っている光ファイバ１も同時に伸び歪みを受けるようになっている。
【００２０】
光送受信モジュール２は、図２に示すように、光ファイバ１の一端側にカプラ２１を介して接続される光源としてのＬＤ（レーザーダイオード）２２及び光検出器としてのＰＤ（フォトダイオード）２３と、ＰＤ２３の出力側に接続されるベクトル電圧計２４と、ベクトル電圧計２４及びＬＤ２２に出力する所定周波数の参照信号を生成する信号発生器２５とを有する。この光送受信モジュール２において、ＬＤ２２からカプラ２１を介して光ファイバ１の一端側から入射される所定周波数の変調光は、光ファイバ１中を伝搬しその他端側の反射端Ｒで反射され、逆の経路で光ファイバ１の一端側に戻って出射され、カプラ２１を介してＰＤ２３にて受光される。ベクトル電圧計２４は、このときの光ファイバ１の入射光と出射光の位相差に応じたベクトル電圧を測定し演算処理部３に出力する。
【００２１】
演算処理部３は、図２に示すように、ベクトル電圧計２４からのベクトル電圧出力Ｖをアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３１と、予め設定された制御プログラム（後述参照）に従って装置全体を制御するＣＰＵ３２と、制御データを記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム及び対象物識別テーブル３４ａ（後述参照）を記憶するＲＯＭ３４と、設定された時間を計時して割り込み信号ＩＮＴを発生しＣＰＵ３２に出力するタイマ３５と、車両１００に搭載された速度センサである車速エンコーダ（ロータリーエンコーダ）１１０のＰＤ（フォトダイオード）１１１に接続され、その出力パルスを計数し車速ｖとして出力するパルスカウンタ３６と、アクティブフード制御部４に接続される出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）３７とを有する。
【００２２】
アクティブフード制御部４は、図３に示すように、車両用フード（ボンネット）１２０をその前側を支点ＳＰにして後側が開くように跳ね上げる跳ね上げ機構（アクチュエータ）１２１に電気的に接続され、その跳ね上げ機構１２１に対しその開閉状態を制御する制御信号Ｓ１を出力する。車両用フード１２０は、エンジンルームの点検等の通常時には、跳ね上げ機構は動作せず、その後側を支点にして前側が開く構造となっている。
【００２３】
次に、本実施形態の測定原理を説明する。
【００２４】
本実施形態で用いる光ファイバ１の伸び歪み量の測定原理には、位相差法を用いる。以下、この位相差法を用いた測定原理の概略を説明する。
【００２５】
まず、光送受信モジュール２のＬＤ２２から一定周波数の光を発信させる。このときの変調信号を電気的にベクトル電圧計２４に取り込む。この変調信号の位相を「位相Ａ」とする。次いで、光送受信モジュール２のＰＤ２３で受信した光信号を電気信号に変換して出力し、ベクトル電圧計２４に取り込む。この信号の位相を「位相Ｂ」とする。
【００２６】
ここで、図４（ａ）に示すように車両１００が対象物ＯＢに衝突する前の状態から、図４（ｂ）に示すように衝突する場合を考える。この場合、対象物ＯＢとの衝突により車両１００のバンパ１０１が変形し、これに伴い布線した光ファイバ１が引っ張られ、伸び歪みが発生すると、その伸び歪み量の変化に従い、ＰＤ２３で検出される出射光の位相ＢがＬＤ２２により発信される入射光の位相Ａに対しずれていく。従って、入射光の位相Ａと出射光の位相Ｂのずれ量（位相差）を測定することにより、光ファイバ１の伸び歪み量を得ることができる。
【００２７】
図５は、上記光ファイバ１の伸び歪み量の増加速度を、車両１００に衝突する衝突物が比較的硬い場合と軟らかい場合とで比較するものである。図５において、横軸は時間ｔ、縦軸は光ファイバ１の伸び歪み量（上記位相Ａ、Ｂ間の位相差）に対応するベクトル電圧計出力（Ｖ）をそれぞれ示す。
【００２８】
また、図５において、Ｖｒｅｆ１は予め設定された第１レベル（以下、「トリガレベル」）に対応するベクトル電圧計出力、Ｖｒｅｆ２は予め設定された第２レベル（以下、「スレッショルド」又は「スレッシュホールド」）に対応するベクトル電圧計出力、ｔ１はベクトル電圧計出力がトリガレベルＶｒｅｆ１に達した時の時間（以下、「トリガ時刻」）、ｔ２はベクトル電圧計出力が増加してスレッショルドＶｒｅｆ２に達した時の時間（以下、「スレッショルド時刻」）、Δｔは、トリガ時刻ｔ１からスレッショルド時刻ｔ２に要する所要時間（Δｔ＝ｔ２−ｔ１）をそれぞれ示す。
【００２９】
図５に示すように、衝突物の硬さの違いにより、所要時間Δｔの値が異なり、衝突物が硬いほど、Δｔの値が小さくなる。そこで、ベクトル電圧出力Ｖが予め設定されたトリガレベルＶｒｅｆ１からスレッシュホールドＶｒｅｆ２まで達する際の所要時間Δｔを演算処理部３にて計測し、その時間Δｔによって衝突物の硬さを判断することができる。
【００３０】
また、Δｔの値は、衝突時速度ｖが早いほど小さくなる。そこで、車速ロータリーエンコーダ１１０により計測される衝突時の車両進行速度ｖも、演算処理部３に取り込んでおくことで、衝突速度ｖに応じて予め設定されたΔｔを衝突物の硬さの判断基準として用いることができる。
【００３１】
図６は、衝突時の車速ｖを４０〜６０ｋｍ／時（ｈ）の範囲で変えて上記所要時間Δｔの値を測定した実施例の結果を示す。
【００３２】
本実施例には、硬さの異なる衝突物として、人体モデル、電柱１、電柱２を用いた。光送受信モジュール２のＬＤ２２（光源）には、使用波長１．３１μｍのＬＤ（レーザダイオード）を使用し、その変調周波数は９９０ＭＨｚ、光ファイバ１の布線長は、１．８ｍとした。光ファイバ１には、使用波長１．３μｍの１．３ＳＭ（シングルモード）タイプのもので、ＭＦＤ（モードフィールド直径）９．０μｍ（ａｔ１．３μｍ）、λｃ（遮断波長）１．２０μｍのものを使用した。
【００３３】
上記条件下では、光ファイバの伸び歪み量６％に対する位相のズレは１５０°となる。また、ベクトル電圧計２４の電圧出力Ｖは１１ｍＶ／°である。ここでは、ベクトル電圧出力０．１ＶをトリガレベルＶｒｅｆ１とし、ベクトル電圧出力１．３ＶをスレッショルドＶｒｅｆ２とし、それぞれに対応するトリガ開始時刻（トリガ時刻）ｔ１及びスレッショルド時刻ｔ２を測定し、Δｔを求めた（Δｔ＝ｔ２−ｔ１）。
【００３４】
その結果、図６に示すように、対象物が人体モデルでは、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝３９．２ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝３１．２ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝２６．０ｍｓであった。これに対し、対象物が電柱１では、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝７．１２ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝５．６８ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝４．７３ｍｓであった。また、対象物が電柱２では、車速ｖが４０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝５．３２ｍｓ、５０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝４．２４ｍｓ、６０ｋｍ／ｈの時にΔｔ＝３．５３ｍｓであった。
【００３５】
上記結果から、車速ｖが４０〜６０ｋｍ／ｈの条件では、人体モデルではΔｔ＝２６．０ｍｓ以上、電柱１、２ではΔｔ＝７．１２ｍｓ以下であるため、双方のデータの平均値として、Δｔ＝１０ｍｓ程度（例えば、（２６．０＋７．１２）／２＝１６．５６等）が、人体かそれ以外の電柱などの硬い物かの判断基準となるしきい値（Δｔ設定時間）として利用できることが分かった。上記実施例では、対象物として人以外の硬い物の例として外径の異なる２つの電柱を説明しているが、本発明はこれに限らず、コンクリート製構造物の外壁やガードレール等も同様である。
【００３６】
従って、硬さの異なる衝突物の種類に対応付けて、ベクトル電圧出力ＶがトリガレベルＶ１からスレッシュホールドＶ２まで達する際の所要時間Δｔと車速ｖとの相関関係を対象物識別テーブル３４ａとして演算処理部３のＲＯＭ３４に予め記憶し設定しておけば、衝突時の車両走行速度ｖ及び上記所要時間Δｔを計測し演算処理部３に取り込むことで、対象物識別テーブル３４ａを参照して衝突物を識別することができる。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る衝突対象物識別装置の動作を図７に基づいて説明する。図７は、演算処理部３のＣＰＵ３２が実行する制御プログラムの処理手順を模式的に表す制御フローチャートである。この制御プログラムは、演算処理部３のＲＯＭ３４内に記憶されている。
【００３８】
図７において、まず、演算処理部３のＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３４内の制御プログラムを実行することにより、タイマ３５をスタートさせて（ステップＳ１０）、パルスカウンタ３６を介して車速ｖを入力する（ステップＳ２０）。そして、入力された車速ｖが４０ｋｍ／ｈ≦ｖ≦６０ｋｍ／ｈの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ３０）、この条件を満たしていると判定されたとき、ベクトル電圧計２４からのベクトル電圧出力ＶをＡ／Ｄ変換器３１を介して入力する（ステップＳ４０）。
【００３９】
次いで、ＣＰＵ３２は、入力されたベクトル電圧出力ＶがトリガレベルＶｒｅｆ１≦Ｖの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ５０）、この条件を満たしていると判定されたとき、その時点のタイマ３５の計時をトリガ時刻ｔ１として入力する（ステップＳ６０）。
【００４０】
次いで、ＣＰＵ３２は、ベクトル電圧計２４からのベクトル電圧出力ＶをＡ／Ｄ変換器３１を介して入力し（ステップＳ７０）、入力されたベクトル電圧ＶがスレッショルドＶｒｅｆ２≦Ｖの条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ８０）、この条件を満たしていると判定されたとき、その時点のタイマ３５の計時をスレッショルド時刻ｔ２として入力する（ステップＳ９０）。
【００４１】
次いで、ＣＰＵ３２は、入力されたタイマ３５の計時によるトリガ時刻ｔ１、スレッショルド時刻ｔ２から、所要時間Δｔ＝ｔ２−ｔ１を算出し（ステップＳ１００）、パルスカウンタ３６を介して車速ｖを入力する（ステップＳ１１０）。そして、対象物識別テーブル３４ａを参照して、車速ｖ、所要時間Δｔに適合する対象物を抽出し（ステップＳ１２０）、抽出された対象物が人体か否かを判定し（ステップＳ１３０）、人体であると判定された場合、出力Ｉ／Ｆ３７を介してアクティブフード制御装置４に跳ね上げ信号を出力する（ステップＳ１４０）。これにより、車両用フード１２０が跳ね上がり、人間の頭部などが受ける衝撃を吸収緩和することが可能となる。
【００４２】
図８（ａ）〜（ｄ）は、車両に衝突する衝突物が人間の場合に、車両用フードを跳ね上げて人間の頭部がエンジンなどに二次的に衝突する際の衝撃を吸収緩和する様子を模式的に示す。図８（ａ）は、対象物ＯＢである人体と車両１００の衝突前の状態、図８（ｂ）は、対象物ＯＢである人体との衝突直後に車両用フード１２０が開いて跳ね上がった状態、図８（ｃ）は、車両用フード１２０が開いた状態から閉じていく状態、図８（ｄ）は車両用フード１２０が完全に閉じた状態をそれぞれ示す。
【００４３】
従って、本実施形態によれば、衝突物の硬さに応じてバンパの変形速度が異なることを利用し、バンパの変形に伴う曲げ損失による伝送損失増加速度を検知することにより、衝突物の種類を検知することができる。特に、衝突物が人かそれ以外の硬さの異なるものであるかを検出することが可能となった。これにより、例えば衝突物が人体であると検出された場合のみ車両用フードを跳ね上げることで人間の頭部がボンネットに衝突する際の衝撃を吸収緩和し、保護することができる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る衝突対象物識別装置の構成を示す図である。
【００４５】
本実施の形態では、衝突対象物識別装置の全体構成は、図１と同様の構成（光ファイバ１、光送受信モジュール２（ＬＤ２２、ＰＤ２３、及びベクトル電圧計２４）、演算処理部３（Ａ／Ｄ変換器３１、ＣＰＵ３２、ＲＡＭ３３、ＲＯＭ３４、対象物識別テーブル３４ａ、タイマ３５、パルスカウンタ３６、及び出力Ｉ／Ｆ３７、及びアクティブフード制御部４）において、光ファイバ１の反射端Ｒ及び光送受信モジュール２のカプラ２１を省略し、光ファイバ１の一端側に光送受信モジュール２のＬＤ２２を接続し、光ファイバの他端側に光送受信モジュール２のＰＤ２３を接続している点のみ異なるものである。
【００４６】
これによれば、上記と同様の効果に加え、光ファイバ１の反射端Ｒ及び光送受信モジュール２のカプラ２１が不要になるため、装置構成をより簡素化できるといった利点もある。
【００４７】
なお、上記実施の形態では、車両の走行速度を検出する速度センサを用いる場合について説明したが、本発明はこのような速度センサに限られず、対象物との相対速度を検出するレーザーレーダーや超音波レーダー等の相対速度検出手段を用いる場合も同様の効果が得られる。特に、相対速度検出手段を用いる場合には、対象物が移動している場合でもより正確に衝突速度を検出できるから、衝突物の識別精度をより一層向上させることができる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、位相差検出手段としてベクトル電圧計を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、入射光と出射光の位相差を検出可能なものであれば、いずれの回路や測定器を用いてもよい。また、上記実施の形態では、光ファイバをバンパの裏側に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばバンパの表面に設けてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態では、車両のバンパに設けた光ファイバを用いて車両に衝突する対象物を識別する装置を用いる場合について説明したが、本発明はこのような車両衝突検知に限られることなく、衝突物が人かそれ以外か等を識別する必要がある装置であればいずれの計測センサでも適用できる。
【００５０】
なお、本発明は、代表的に例示した上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲の記載内容に基づき、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様に変形、変更することができる。これらの変更例や変形例も本発明の権利範囲に属するものである。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、対象物と車両との衝突時にバンパの変形による光ファイバの伸び歪みに応じた入射光と出射光の位相差を検出し、該検出値が第１レベルから第２レベルまでに達するのに要する所要時間と、車両の走行速度とに適合する対象物を対象物識別テーブルをもとに識別するため、車両に衝突する対象物を識別することができる。
【００５２】
また、請求項２記載の本発明によれば、対象物との衝突時の相対速度を測定することで、対象物が移動している場合でもより正確に衝突速度を検出できるから、衝突物の識別精度をより一層向上させることができる。
【００５３】
また、請求項３記載の本発明によれば、位相差をベクトル電圧として検出するため、より簡素な構成で精度の高い位相差測定が可能になる。
【００５４】
また、請求項４記載の本発明によれば、光源からの入射光が光ファイバの反射端で反射して戻りその出射光を光検出器にて受光するため、光ファイバを往復する分、光ファイバの伸び歪みによる入射光と出射光の位相差が大きくなり、これにより位相差の検出精度をより一層高めることができる。また、光源と光検出器とを光ファイバの一端側に配置できるから、装置のレイアウト性もよくなる。
【００５５】
また、請求項５記載の本発明によれば、光源からの光を光ファイバの一端側から入射させ、その他端側から出射される光を光検出器にて受光するため、光ファイバの一端側で光源と光検出器を結合するカプラ等の光学部品が不要な分、装置構成をより簡素化できる。
【００５６】
また、請求項６記載の本発明によれば、対象物が人体か否かを識別することができ、これにより人体の場合に例えば車両用フードを跳ね上げるように制御することが可能となり、頭部がフードに衝突する際の衝撃を吸収緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による衝突対象物識別装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】衝突対象物識別装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】車両用フード及びその跳ね上げ機構を説明する側面図である。
【図４】衝突前後でのバンパの変形及び光ファイバの伸び歪みを説明する図であり、衝突前の状態を示す上面図（ａ）、衝突後の状態を示す上面図（ｂ）である。
【図５】衝突物が硬い場合と軟らかい場合におけるベクトル電圧出力（光ファイバ伸び歪み量）と時間との関係を示すグラフである。
【図６】実施例の実験結果により対象物、衝突速度、及びΔｔの対応関係を説明する図である。
【図７】衝突対象物識別装置の全体動作を説明する概略フローチャートである。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、衝突物が人体の場合の車両用フードの跳ね上げ状態を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態による衝突対象物識別装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバ
２ 光送受信モジュール
３ 演算処理部
４ アクティブフード制御部
１１ パイプ
２１ カプラ
２２ ＬＤ（レーザーダイオード）
２３ ＰＤ（フォトダイオード）
２４ ベクトル電圧計
３１ Ａ／Ｄ変換器
３２ ＣＰＵ
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
３４ａ 対象物識別テーブル
３５ タイマ
３６ パルスカウンタ
３７ 出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）
１００ 車両
１０１ バンパ
１１０ 車速エンコーダ
１１１ ＰＤ（車速エンコーダ）
１２０ 車両用フード
１２１ 跳ね上げ機構
ＯＢ 対象物
Claims (6)
- 車両の走行速度を検出する速度センサと、
前記車両のバンパにその長手方向に平行に取り付けた光ファイバに対して所定周波数の変調光を送り、該光ファイバの入射光と出射光との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記車両と対象物との衝突時に前記バンパの変形に伴い前記光ファイバに生じる伸び歪みの量に応じて前記位相差の検出値が変化することにより、該検出値が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、
前記走行速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、
前記車両と前記対象物との衝突時に、前記速度センサで検出された走行速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間とに適合する前記対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを特徴とする衝突対象物識別装置。 - 対象物との相対速度を検出する相対速度検出手段と、
当該装置の表面に取り付けた光ファイバに対して所定周波数の変調光を送り、該光ファイバの入射光と出射光との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記装置と対象物との衝突時に前記表面の変形に伴い前記光ファイバに生じる伸び歪みの量に応じて前記位相差の検出値が変化し、該検出値が第１レベルから該第１レベルより大きい第２レベルまで達するのに要する所要時間を測定する時間測定手段と、
前記相対速度と前記所要時間との相関関係を前記対象物に対応付けて予め記憶する対象物識別テーブルと、
前記装置と前記対象物との衝突時に、前記相対速度検出手段で検出された相対速度と、前記時間測定手段で測定された前記所要時間に適合する対象物を前記対象物識別テーブルから抽出して識別し、該対象物名信号を出力する対象物識別手段とを備えたことを特徴とする衝突対象物識別装置。 - 前記位相差検出手段は、前記位相差をベクトル電圧信号として検出するベクトル電圧計を有することを特徴とする請求項１又は２記載の衝突対象物識別装置。
- 前記位相差検出手段は、前記入射光を発する光源と、前記出射光を受ける光検出器とを有し、前記光源及び前記光検出器は、前記光ファイバの一端側に接続され、該光ファイバの他端側に反射端が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１項に記載の衝突対象物識別装置。
- 前記位相差検出手段は、前記入射光を発する光源と、前記出射光を受ける光検出器とを有し、前記光源は、前記光ファイバの一端側に接続され、前記光検出器は、該光ファイバの他端側に接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置。
- 前記対象物は、少なくとも人体を含み、前記対象物識別手段は、前記対象物が人体か否かを識別することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の衝突対象物識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003117986A JP2004322760A (ja) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | 衝突対象物識別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003117986A JP2004322760A (ja) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | 衝突対象物識別装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004322760A true JP2004322760A (ja) | 2004-11-18 |
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ID=33497665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003117986A Pending JP2004322760A (ja) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | 衝突対象物識別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004322760A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248508A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-09-21 | Honda Motor Co Ltd | 車両用衝突判定装置 |
| WO2007015323A1 (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Tama-Tlo, Ltd. | バンパーセンサ |
| JP2007285794A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 外力検出装置 |
| JP2008020342A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 外力検出装置 |
-
2003
- 2003-04-23 JP JP2003117986A patent/JP2004322760A/ja active Pending
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