Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wurde, deutlich ersichtlich. In den Zeichnungen sind:

1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugregelungssystems, in dem ein Laserradarsensor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;

2A ein Blockdiagramm des Radarsensors gemäß der ersten Ausführungsform;

2B ein Blockdiagramm einer ersten Erfassungsschaltung, die in dem Radarsensor gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist;

2C ein Blockdiagramm einer zweiten Erfassungsschaltung, die in dem Radarsensor gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist;

3 eine perspektivische Ansicht des Radarsensors und seines Scanbereichs gemäß der ersten Ausführungsform;

4A ein Diagramm zur Erläuterung der Prinzipien der Abstandserfassung gemäß der ersten Ausführungsform;

4B ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung eines Spitzenwertes eines Lichtempfangssignals gemäß der ersten Ausführungsform;

5 ein Diagramm zur Erläuterung eines Analog/Digital-Umwandlungsprozesses, der in einer Analog/Digital-Umwandlungsschaltung der zweiten Erfassungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;

6 ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Einstellung der Anzahl der zu summierenden Lichtempfangssignale gemäß der ersten Ausführungsform;

7 ein Diagramm zur Erläuterung eines Prozesses zur Verschiebung eines Datenbereichs der durch die zweite Erfassungsschaltung zu summierenden Lichtempfangssignale gemäß der ersten Ausführungsform;

8A ein Diagramm, das Beziehungen zwischen einer Lichtempfangskomponente und einer Rauschkomponente eines Summensignals gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;

8B ein Diagramm zur Erläuterung der Prinzipien der Abstandserfassung auf der Grundlage des Summationssignals;

9 ein Diagramm, das ein von der zweiten Erfassungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführten linearen Interpolationsprozess zeigt;

10 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugregelungssystems, in dem ein Laserradarsensor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;

11 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugregelungssystems, in dem ein Laserradarsensor gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist; und

12 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugregelungssystems, in dem ein Laserradarsensor gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen werden die gleichen Bezugszahlen für die gleichen Komponenten und Vorrichtungen verwendet.

Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Fahrzeugregelungssystem 1 eine elektronische Regelungseinheit (ECU) 3 zur Objekterkennung und Geschwindigkeitsregelung. Die ECU 3 besitzt als Hauptkomponente einen Mikrocomputer und umfasst eine Eingabe/Ausgabe-(I/O)Schnittstelle sowie verschiedene Ansteuer- und Erfassungsschaltungen.

Die ECU 3 empfängt Signale von einem Laserradarsensor 5, einem Geschwindigkeitssensor 7, einem Bremsschalter 9 und einem Drosselventilsensor 11. Der Laserradarsensor 5 ist eine Radarvorrichtung. Die ECU 3 gibt Steuersignale an eine Alarmerzeugungseinheit 13, eine Abstandsanzeigeeinheit 15, eine Sensorfehleranzeigeeinheit 17, eine Bremsbetätigungseinheit 19, eine Drosselventilansteuereinheit 21 und eine Automatikgetriebe-Regelungseinheit 23.

Eine Alarmlautstärkenregelungseinheit 24, eine Alarmempfindlichkeitseinstelleinheit 25, ein Geschwindigkeitsregelungsschalter 26, ein Lenksensor 27 und ein Gierratensensor 28 sind mit der ECU 3 verbunden. Die Alarmlautstärkenregelungseinheit 24 regelt die Lautstärke eines Alarms. Die Alarmempfindlichkeitseinstelleinheit 25 regelt die Empfindlichkeit in einem Alarmbestimmungsprozess. Der Lenksensor 27 erfasst eine Veränderung eines Lenkradwinkels. Der Gierratensensor 28 erfasst eine Gierrate eines Fahrzeugs. Die ECU 3 besitzt einen Leistungsschalter 29 und startet Regelungsprozesse, wenn der Leistungsschalter 29 eingeschaltet ist.

Wie aus 2A ersichtlich ist, umfasst der Radarsensor 5 eine Lichtaussendeschaltung 70a, eine Lichtempfangsschaltung 70b und eine Laserradar-CPU 70c. Die Lichtaussendeschaltung 70a, die ein Ausgangswellenaussendemittel ist, umfasst eine Halbleiterlaserdiode (LD) 75, die Laserimpulse (Ausgangswelle) über eine Lichtaussendelinse 71 und einen Scanner 72 in einen vorbestimmten Bereich aussendet. Die Laserdiode 75 ist über die Laserdiodenansteuerschaltung 76 mit der CPU 70c verbunden. Die Laserdiode 75 sendet Laserstrahlen (Ausgangswellen) in Übereinstimmung mit Ansteuersignalen von der CPU 70c aus. Der Scanner 72 umfasst einen Polygonspiegel 73, der um seine vertikale Achse drehbar angeordnet ist. Der Polygonspiegel 73 wird durch einen (nicht gezeigten) Motor gedreht, wenn ein Ansteuersignal eingegeben wird. Eine Drehposition des Motors wird von einem Motordrehpositionssensor 78 erfasst und der CPU 70c zugeführt.

Der Polygonspiegel 73 weist die Form einer sechsteiligen Pyramide mit sechs Spiegelflächen auf. Die Spiegelflächen sind unter unterschiedlichen Winkeln bezüglich seiner Bodenfläche angeordnet. Somit werden die Laserstrahlen derart von der Lichtaussendevorrichtung 70a ausgegeben, dass ein Bereich innerhalb vorbestimmter Winkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung mit in verschiedene Richtungen projizierten Laserstrahlen gescannt (abgetastet) wird. Ein Scanverfahren wird mit Bezug auf 3 erläutert. 3 zeigt Laserstrahlmuster 122 für den Fall, dass die Laserstrahlen auf einen rechten und einen linken Rand eines Scanbereichs (Erfassungsbereich) 121 ausgesendet werden, sie zeigt jedoch nicht die Muster für den Fall, in dem die Laserstrahlen in einem Bereich zwischen den Rändern ausgesendet werden.

Die Muster 122 der ausgesendeten Laserstrahlen sind im Wesentlichen oval dargestellt, obgleich sie auch rechteckig sein können. Elektromagnetische Wellen, wie etwa Millimeterwellen, oder Ultraschallwellen können anstelle der Laserstrahlen verwendet werden. Die Objekterfassung ist nicht auf das Scanverfahren begrenzt, sondern es können andere Verfahren zur Bestimmung von zwei Punkten zusätzlich zu einem Abstand verwendet werden.

Die Laserstrahlen werden in Z-Richtung auf den Abtastbereich 121 ausgesendet, so dass die X-Y-Ebene gescannt bzw. abgetastet wird. Die Y-Achse ist in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs ausgerichtet, welche eine Bezugsrichtung ist. Die X-Achse ist in der Scanrichtung ausgerichtet, die der Querrichtung des Fahrzeugs entspricht.

Die zum Scannen des zweidimensionalen Scanbereichs 121 verwendeten Laserstrahlen überstrichen einen Winkelbereich von 36 Grad (0,08 Grad × 451 Punkte) in der X-Achsenrichtung und 4 Grad (0,7 × 6 Linien) in der Y-Achsenrichtung. Der Scanbereich 121 wird von links nach rechts und von oben nach unten in 3 gescannt. Insbesondere wird ein erster Laserstrahl ausgesendet, um die erste Scanlinie (die oberste Linie) von links nach rechts zu scannen, wobei die Scanpunkte in einem Winkelabstand von 0,08 Grad angeordnet sind, ein zweiter Laserstrahl wird ausgesendet, nachdem die erste Linie gescannt ist, um die zweite Scanlinie zu scannen, die eine Linie unterhalb der ersten Scanlinie liegt. Eine Mehrzahl von Laserstrahlen wird in der gleichen Weise zu der dritten bis siebten Scanlinie ausgesendet. Jede einzelne Spiegelfläche der Spiegelflächen des Polygonspiegels 73 "liefert" so aufgrund seiner individuellen Neigung, die von der der weiteren Spiegelflächen des Polygonspiegels 73 verschieden ist, einen Laserstrahle für eine bestimmte Scanlinie.

Die Laserstrahlen werden zu dem Scanbereich 121 ausgesendet, und die reflektierten Laserstrahlen werden von dem Radarsensor 5 empfangen. Scanwinkel &Dgr;x und &Dgr;y, die Aussendewinkel der Laserstrahlen anzeigen, und ein Abstand L werden auf der Grundlage der reflektierten Laserstrahlen berechnet. Der Scanwinkel &Dgr;x wird als ein horizontaler Scanwinkel zwischen einer Linie des Laserstrahls in der X-Z-Ebene und der Z-Achse bestimmt. Der Scanwinkel &Dgr;y wird als ein vertikaler Scanwinkel zwischen einer Linie des Laserstrahls in der Y-Z-Richtung und der Z-Achse bestimmt.

Die Lichtempfangsschaltung 70b ist ein Reflexionswellenempfangsmittel, das reflektierte Wellen ("Reflexionswellen") der Ausgangswelle empfängt und ein der Intensität der Reflexionswellen entsprechendes Lichtempfangssignal aussendet. Die Lichtempfangsschaltung 70b des Radarsensors 5 umfasst eine Köndensorlinse 81, einen Lichtempfänger 82, eine Dummyschaltung 83 und einen Selektor 84. Die Kondensorlinse 81 sammelt die von einem (nicht gezeigten) Objekt reflektierten Laserstrahlen. Der Lichtempfänger 82, der ein Empfangssignalausgabemittel der Lichtempfangsschaltung 70b ist, empfängt die reflektierten Laserstrahlen und gibt elektrische Signale (Lichtempfangssignale) aus, die ein Maß für die Intensitäten der empfangenen Laserstrahlen sind. Die Dummyschaltung 83, die ein Rauschkomponentensignalausgabeabschnitt ist und aus einem Widerstand und einem Kondensator aufgebaut ist, hat die gleiche Impedanz wie der Lichtempfänger 82. Sie gibt Signale aus, die nur Rauschkomponenten enthalten ("Rauschkomponentensignale").

Der Selektor 84 wählt eine Schaltung, mit der ein Verstärker 85 verbunden wird, und wählt somit entweder das von dem Lichtempfänger 82 ausgegebene Empfangssignal oder das von der Dummyschaltung 83 ausgegebene Rauschkomponentensignal als Eingabesignal für die erste 86 und die zweite Erfassungsschaltung 90 aus. Der Verstärker 85 bildet eine Folgestufe der Lichtempfangsschaltung 70c. Auswahl 1 und Auswahl 2 des Selektors 84 sind mit dem Lichtempfänger 82 bzw. mit der Dummyschaltung 83 verbunden.

Durch diese Konfiguration wird entweder die Verbindung zwischen dem Verstärker 85 und dem Lichtempfänger 82 oder die Verbindung zwischen dem Verstärker 85 und der Dummyschaltung 83 ausgewählt. Die Lichtempfangssignale werden an den Verstärker 85 ausgegeben, wenn der Selektor 84 auf die Auswahl 1 gesetzt ist. Keine Lichtempfangssignale sondern Signale, die ein von der Dummyschaltung 83 empfangenes elektromagnetische Rauschen enthalten, werden von dem Selektor 84 zu dem Verstärker 85 übertragen, wenn der Selektor 84 auf die Auswahl 2 gesetzt ist.

Der Selektor 84 empfängt LD-Ansteuersignale von der CPU 70c, um entweder Auswahl 1 oder Auswahl 2 zu setzen. Auswahl 1 wird gesetzt, um die Ausführung der Abstandserfassung zu ermöglichen, und Auswahl 2 wird gesetzt, um die Ausführung der Abstandserfassung zu deaktivieren.

Die von dem Lichtempfänger 82 ausgegebenen Lichtempfangssignale und die von der Dummyschaltung 83 ausgegebenen Signale werden durch den Verstärker 85 verstärkt und der ersten Erfassungsschaltung 86 und der zweiten Erfassungsschaltung 90 zugeführt. Die erste Erfassungsschaltung 86 erfasst ein Objekt, welches die Laserstrahlen reflektiert, auf der Grundlage der Lichtempfangssignale. Die zweite Erfassungsschaltung 90 summiert die Lichtempfangssignale und erfasst ein Objekt, das die Laserstrahlen reflektiert, auf der Grundlage eines Summationssignals. Das Summationssignal wird auf der Grundlage eines Summierung der Lichtempfangssignale erzeugt.

Wie in 2B zu erkennen ist, umfasst die erste Erfassungsschaltung 86 einen Komparator 87 und eine Zeitzählschaltung 88. Der Komparator 87 vergleicht jedes Lichtempfangssignal mit einer Referenzspannung und gibt ein Vergleichssignal an die Zeitzählschaltung 88, wenn der Pegel des Lichtempfangssignals höher als die Referenzspannung ist. Die Zeitzählschaltung 88 berechnet einen Abstand L zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt auf der Grundlage von Ausgaben des Komparators 87.

Die Zeitzählschaltung 88 berechnet eine Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Laserstrahl ausgesendet wurde, und einem Zeitpunkt, zu dem der Laserstrahl empfangen wurde. Unter Bezugnahme auf 4A wird die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt t0, zu dem der Laserstrahl ausgesendet wird, und dem Zeitpunkt tp, zu dem ein Peak in dem Lichtempfangssignal erscheint, berechnet. Das von der CPU 70c an die LD-Ansteuerschaltung 76 ausgegebene LD-Ansteuersignal wird zeitgleich der Zeitzählschaltung zugeführt. Der Zeitpunkt t0 wird auf der Grundlage des LD-Ansteuersignals erfasst. Der Zeitpunkt tp wird auf der Grundlage des Vergleichssignals erfasst. Die Erfassung des Zeitpunkts tp ist nachfolgend mit Bezug auf 4B ausführlich diskutiert.

Der Anstiegszeitpunkt (t11, t21), zu dem der Pegel des Lichtempfangssignals die Referenzspannung V0 überschreitet, und der Abfallzeitpunkt (t12, t22), zu dem der Pegel des Lichtempfangssignals unter die Referenzspannung V0 abfällt, wird erfasst. Der Zeitpunkt tp wird auf der Grundlage des Anstiegszeitpunkts und des Abfallzeitpunkts berechnet. In 4B sind Kennlinien L1, L2 zweier Lichtempfangssignale gezeigt, die auf der Grundlage von Reflexionslichtstrahlen unterschiedlicher Intensität erzeugt wurden. Die mit L1 gekennzeichnete Kennlinie entspricht einem Reflexionslichtstrahl, der eine vergleichsweise höhere Intensität besitzt, während die mit L2 gekennzeichnete Kennlinie einem Reflexionslichtstrahl entspricht, der eine vergleichsweise niedrigere Intensität besitzt.

Die Kennlinien L1, L2 sind asymmetrisch, und der Grad der Asymmetrie nimmt mit zunehmender Amplitude der Lichtempfangssignale zu. Daher berechnet die Zeitzählschaltung 88 die Zeitspanne (&Dgr;t1, &Dgr;t2) zwischen dem Anstiegszeitpunkt (t11, t21) und dem Abfallzeitpunkt (t12, t22), welche ein Parameter ist, der ein Maß für die Amplitude des Lichtempfangssignals ist. Dann berechnet sie den Zeitpunkt tp auf der Grundlage des Anstiegszeitpunktes (t11, t21) und des Abfallzeitpunkts (t12, t22) unter Berücksichtigung der Zeitspanne (&Dgr;t1, &Dgr;t2). Die Zeitdifferenz &Dgr;t zwischen dem Zeitpunkt t0, zu dem der Laserstrahl ausgesendet wird, und dem Zeitpunkt tp, wird berechnet, nachdem der Zeitpunkt tp berechnet ist. Die Zeitdifferenz &Dgr;t wird in ein binär-digitales Signal codiert und der CPU 70c zugeführt.

Wie in 2C gezeigt ist, umfasst die zweite Erfassungsschaltung 90 einen Analog/Digital-(A/D)Wandler 91. Die von dem Verstärker 85 ausgegebenen Lichtempfangssignale werden dem A/D-Wandler 91 zugeführt und in digitale Signale umgewandelt. Die digitalen Signale werden einer Speicherungsschaltung 93 zugeführt und gespeichert. Die dem A/D-Wandler 91 zugeführten Lichtempfangssignale sind Signale, die während einer Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt t0 und einem Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Zeitspanne, z. B. 2000 ns, seit dem Zeitpunkt t0 verstrichen ist, von dem Verstärker 85 ausgegebene werden. Der A/D-Wandler 91 teilt die Lichtempfangssignale in N Abschnitte eines vorbestimmten zeitlichen Intervalls von z. B. 10 ns und wandelt einen Durchschnittswert der Lichtempfangssignale in jedem Abschnitt in einen digitalen wert um, wie es in 5 gezeigt ist.

Eine Summationsbereichspezifizierungsschaltung 95 wählt die vorbestimmte Anzahl der Lichtempfangssignale, die der Anzahl der nebeneinander in die X-Achsenrichtung ausgesendeten Laserstrahlen entspricht, von den in der Speicherungsschaltung 93 gespeicherten Lichtempfangssignalen aus. Dann führt sie die ausgewählten Lichtempfangssignale einer nachgeschalteten Summationsschaltung 97 zu.

6 zeigt einen Lichtstrahlaussendebereich und eine Beziehung zwischen dem Fahrzeug und einen Vorausfahrzeug 130. In 6 ist zur Deutlichkeit nur der Bereich einer Scanlinie gezeigt. Das Fahrzeug 130 weist an seiner Rückseite einen Reflektor auf, der einen hohen Reflexionsgrad für Laserstrahlen besitzt. Eine Karosserie des Fahrzeugs 130 weist ebenfalls einen hohen Reflexionsgrad auf, obgleich dieser nicht so hoch wie der des Reflektors ist. Somit ist die Intensität des von dem Fahrzeug 130 Reflexionslichts hoch, und die Pegel der Lichtempfangssignale, die dem Reflexionslicht entsprechen, sind höher als die Referenzspannung V0.

Die Intensität des Reflexionslichts von dem Fahrzeug 130 nimmt ab, wenn die rückwärtige Oberfläche des Fahrzeugs 130 mit Schmutz oder Schnee bedeckt ist. Zudem wird die Erfassung des Fahrzeugs 130 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug 130 schwieriger. Dies hat zur Folge, dass die Pegel der Lichtempfangssignale, die dem Reflexionslicht entsprechen, die Referenzspannung V0 unter Umständen nicht überschreiten. In einem solchen Fall kann das Fahrzeug 130 nicht auf der Grundlage einzelner Empfangssignale erfasst werden.

Um dieses Problem zu lösen, wird eine Mehrzahl von Lichtempfangssignalen summiert, um so das Gesamtlichtempfangssignal zu verstärken, so dass auch das Reflexionslicht mit einer geringen Intensität erfasst werden kann. Die Summationsbereichspezifizierungsschaltung 95 spezifiziert die zu summierenden Lichtempfangssignale.

Die Anzahl N der zu summierenden Lichtempfangssignale wird vorzugsweise auf der Grundlage einer Länge W eines Objekts in Querrichtung des Fahrzeugs, eines Erfassungsabstandes L0 und einer Strahlwinkelstufe &Dgr; des Laserstrahls in Querrichtung des Fahrzeugs bestimmt. Und zwar wird die Anzahl N so bestimmt, dass ein Aussendebereich der vorbestimmten Anzahl von Ausgangswellen der Länge W in dem Erfassungsabstand L0 entspricht. Die Anzahl N wird nach folgender Gleichung berechnet: N = W(L0 × tan&Dgr;)

Die zu summierenden Lichtempfangssignale werden immer aus den Lichtempfangssignalen ausgewählt, die ausgegeben werden, wenn das Reflexionslicht von einem Objekt empfangen wird, das sich in einem Abstandsbereich mit einem Soll-Erfassungsabstand L0 als einer oberen Grenze befindet, indem die Anzahl N eingestellt wird. In diesem Fall werden nur in dem Lichtempfangssignal enthaltenen Lichtempfangssignalkomponenten summiert, die der Intensität des Reflexionslichts entsprechen. Somit ist die Empfindlichkeit der Reflexionslichterfassung auf der Grundlage des Summationssignals wirksam verbessert.

In dem in 6 gezeigten Beispiel ist die Anzahl N auf 16 eingestellt, da die Breite des Fahrzeugs 130 etwa 1,8 Meter, der Erfassungsabstand L0 80 Meter und die Strahlwinkelstufe 0,08 Grad beträgt.

Die Summationsbereichsspezifizierungsschaltung 95 verschiebt den Summationsbereich in vorbestimmten zeitlichen Intervallen. Die Intervalle werden auf der Grundlage einer Zeitspanne bestimmt, in der die Summationsschaltung 97 die Summation von sechzehn Lichtempfangssignalen ausführt, ein Komparator 103 den Vergleich ausführt, eine Linearinterpolationsschaltung 109 die lineare Interpolation ausführt und eine Zeitzählschaltung 111 die Berechnung der Zeitdifferenz &Dgr;t ausführt. Wenn der Laserstrahl 451 mal ausgesendet wird, um von links nach rechts zu scannen und die Empfangssignale mit den jeweiligen Nummern gekennzeichnet sind, wie es in 7 gezeigt ist, spezifiziert die Summationsbereichsspezifizierungsschaltung 95 die mit den Nummern 1 bis 16 bezeichneten Lichtempfangssignale für den Summationsbereich. Die Summationsbereichsspezifizierungsschaltung 95 verschiebt den Summationsbereich jeweils um ein Lichtempfangssignal. Mit dieser Konfiguration ist es weniger wahrscheinlich, dass eine Reduzierung der Winkelauflösung durch Verwenden des Summationssignals eintritt, während die Summation der sechzehn Lichtempfangssignale ausgeführt wird.

Wenn die von dem Lichtempfänger 82 ausgegebenen Lichtempfangssignale in Gruppen von sechzehn Lichtempfangssignalen eingeteilt werden und die Summation von sechzehn Signalen bei jeder Gruppe ausgeführt wird, kann die Empfindlichkeit der Reflexionslichterfassung verbessert werden. Jedoch verschlechtert sich die Winkelauflösung unter Verwendung des Summationssignals stark. Mit der oben beschriebenen Konfiguration, nämlich der Verschiebung des Summationsbereichs um jeweils ein Empfangssignal, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Winkelauflösung verringert wird.

Die sechzehn Lichtempfangssignale in dem spezifizierten Summationsbereich werden aus der Speicherungsschaltung 93 gelesen und der Summationsschaltung 97 zugeführt. Die Summationsschaltung 97 summiert die sechzehn Lichtempfangssignale auf, die schon in digitale Signale umgewandelt worden sind. wenn all die sechzehn Signale Lichtempfangssignalkomponenten S enthalten, die dem Reflexionslicht von dem gleichen Objekt entsprechen, erscheinen die Lichtsignalkomponenten S, nachdem die gleiche Zeitspanne seit dem Laserstrahlaussendezeitpunkt verstrichen ist. Somit weist eine Lichtempfangssignalkomponente S0 des Summationssignals eine Amplitude auf, die um das Sechzehnfache größer als die Lichtempfangssignalkomponente S jedes einzelnen Lichtempfangssignals ist.

Die Rauschkomponente N jedes einzelnen Lichtempfangssignals wird durch äußeres Licht zufällig erzeugt. Die Rauschkomponente N0 des Summationssignals ist nur viermal (√16) größer als die Rauschkomponente N jedes einzelnen Lichtempfangssignals, selbst wenn sechzehn Lichtempfangssignale summiert werden. Somit ist ein Signal-Rausch-Verhältnis (S/N (signal-to-noise) – Verhältnis) der Lichtempfangssignalkomponente S0 zu der Rauschkomponente N0 viermal besser, wenn das Summationssignal durch die Summationsschaltung 97 berechnet wird. Und zwar wird das Objekt auf der Grundlage der verstärkten Lichtempfangssignalkomponente S0 korrekt erfasst, selbst wenn die Lichtempfangssignalkomponente S jedes einzelnen Lichtempfangssignals klein und von der Rauschkomponente N schwierig zu unterscheiden ist.

Ein in 2C gezeigter Schalter 100 schaltet ein Zielort von Ausgangssignalen von der Summationsschaltung 97 zwischen dem Komparator 103 und der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 um. Die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 berechnet eine Rauschkomponente, die in dem Lichtempfangssignal enthalten ist, auf der Grundlage des Summationssignals, das von der Summationsschaltung 97 ausgegebenen wird, wenn in dem Selektor 84 Auswahl 2 eingestellt ist. Die Abstandserfassung wird nicht ausgeführt, und das Ausgangssignal der Dummyschaltung 83, das von dem Verstärker 85 verstärkt wird, wird ausgegeben, wenn die Auswahl 2 eingestellt ist.

Der Polygonspiegel 73 wird gedreht, und 451 Punkte der Laserstrahlen werden in der Richtung des Polygonspiegels 73 ausgesendet, so dass sich die Laserstrahlen, nach der Reflexion an dem Polygonspiegel 73, in der X-Achsen- und der Y-Achsenrichtung bewegen, um so, nachdem sie von dem Polygonspiegel 73 reflektiert worden sind, zu scannen. Die Abstandserfassung wird während einer Zeitspanne nicht ausgeführt, in der die Spiegel entsprechend der Drehung des Polygonspiegels 73 wechseln. Auswahl 2 wird in dem Selektor 84 während dieser Zeitspanne eingestellt, und der Schalter 100 schaltet den Zielort auf die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99.

In diesem Fall ist das von der Summationsschaltung 97 berechnete Summationssignal ein Ausgangssignal der Dummyschaltung 83, und somit ist die Lichtempfangssignalkomponente S nicht in dem Summationssignal enthalten. Die Impedanz der Dummyschaltung 83 wird so bestimmt, dass sie gleich der des Lichtempfängers 82 ist. Somit empfängt die Dummyschaltung 83 die gleichen Pegel elektromagnetischen Rauschens, die der Lichtempfänger empfängt, und nur die Rauschkomponente, die in dem Lichtempfangssignal enthalten ist, ist in dem Ausgangssignal enthalten. Das Summationssignal ist eine Summe der Rauschkomponenten N. Das S/N-verhältnis des Summationssignals wird sogar verbessert, wenn die Rauschkomponenten N von dem Summationssignal entfernt werden.

Es ist vorteilhaft, die Laserstrahlen von der Lichtaussendeschaltung 70a während der Zeitspanne auszusenden, in der die Abstandserfassung nicht ausgeführt wird, da während der Aussendung der Laserstrahlen elektromagnetisches Rauschen erzeugt wird, das in den Lichtempfangssignalen enthalten sein kann.

Die Summationsschaltung 97 gibt eine Mehrzahl von Summationssignalen aus, wenn der Scanbereich nicht mit den Laserstrahlen bestrahlt wird. Die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 mittelt die Summationssignale und erzeugt ein mittleres Summationssignal durch einen einfachen Mittelungsprozess oder einen gewichteten Mittelungsprozess. Typischen Rauschkomponenten werden in dem gemittelten Summationssignal beobachtet.

Einige der in den Lichtempfangssignalen enthaltenen Rauschkomponenten werden entsprechend den von der CPU 70a ausgegebenen Taktimpulsen in Mustern oder durch aus der Aussendung der Laserstrahlen resultierendem elektromagnetischen Rauschen erzeugt. Derartige Rauschkomponenten werden im Vergleich zu den stochastischen Rauschkomponenten mit zunehmender Wiederholungshäufigkeit des Mittelungsprozesses deutlicher unterscheidbar. Die Musterrauschkomponenten sind auf jeden Fall in dem Summationssignal enthalten. Die Musterrauschkomponenten werden vollständig von den Summationssignalen entfernt, indem die Rauschkomponenten durch den Mittelungsprozess berechnet und die Rauschkomponenten von den Summationssignalen entfernt werden.

Eine Subtraktionsschaltung 101 subtrahiert die von der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 berechnete Rauschkomponente von dem Summationssignal, das von der Summationsschaltung 97 ausgegeben wird, wenn der Scanbereich mit den Laserstrahlen bestrahlt wird. Der Komparator 103 ist ein Empfangssignalkomponentenbestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob die Lichtempfangssignalkomponente in dem Lichtempfangssignal enthalten ist. Das Summationssignal, von dem durch die Summationsschaltung 101 die Rauschkomponente entfernt wurde, wird dem Komparator 103 zugeführt. Der Komparator 103 vergleicht das Summationssignal mit einem Schwellenwert Vd, der von einer Schwelleneinstellungsschaltung 105 ausgegeben wird. Der Schwellenwert Vd entspricht der Schwellenspannung V0.

Digitale Werte des Summationssignals werden in vorbestimmten Zeitintervallen diskret berechnet, wie es in 9 gezeigt ist. Jeder digitale Wert wird mit dem Schwellenwert Vd verglichen. Ergebnisse des Vergleichs werden der Linearinterpolationsschaltung 109 zugeführt, wenn die digitalen Werte Db, Dc größer als der Schwellenwert Vd sind.

Die Linearinterpolationsschaltung 109 berechnet durch lineare Interpolation den Anstiegszeitpunkt t1 und den Abfallzeitpunkt t2, zu denen die Summationssignalkennlinie die Schwellenwertlinien überschreitet. Der digitale Wert Db über dem Schwellenwert Vd und der digitale wert Da unmittelbar unter dem Schwellenwert Vd werden durch eine gedachte Linie verbunden. Der Zeitpunkt, zu dem die gedachte Linie die Schwellenwertlinie kreuzt, wird berechnet und als Anstiegszeitpunkt t1 bezeichnet. Der digitale Wert Dc über dem Schwellenwert Vd und der digitale Wert Dd unmittelbar unter der Schwellenwertlinie sind durch eine imaginäre Linie verbunden. Der Zeitpunkt, zu dem die imaginäre Linie die Schwellenwertlinie kreuzt, wird berechnet und als Abfallzeitpunkt t2 bezeichnet. Die digitalen Werte zwischen den digitalen werten des Summensignals werden interpoliert, selbst wenn diskret digitale Werte bei den vorbestimmten Intervallen vorhanden sind. Der Anstiegszeitpunkt t1 und der Abfallzeitpunkt t2 werden auf der Grundlage des Zeitpunktes, zu dem die imaginäre Linie die Schwellenwertlinie kreuzt, berechnet.

Die Zeitzählschaltung 111 führt den gleichen Prozess wie die Zeitzählschaltung 88 aus. Sie berechnet den Zeitpunkt, zu dem ein Peak der Lichtempfangssignalkomponente erscheint, auf der Grundlage des Anstiegszeitpunkts t1 und des Abfallzeitpunkts t2. Sie berechnet die Zeitdifferenz &Dgr;t zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Laserstrahl ausgesendet wird, und dem Zeitpunkt, zu dem der Peak in der Lichtempfangssignalkomponente erscheint. Dann gibt sie ein Signal, das die Zeitdifferenz &Dgr;t anzeigt, an die CPU 70c aus.

Die CPU 70c berechnet auf der Grundlage der Zeitdifferenz &Dgr;t, die sie von den Zeitzählschaltungen 88, 111 erhält, einen Abstand zu dem Objekt. Sie erzeugt dann Positionsdaten auf der Grundlage des Abstandes und der Scanwinkel &Dgr;x, &Dgr;y. Insbesondere bestimmt sie ein Zentrum des Laserradars 5 als einen Ursprung (0, 0, 0) auf der Grundlage des Abstandes und der Scanwinkel &Dgr;x, &Dgr;y und bestimmt x-, y- und z-Koordinatendaten (Positionsdaten) des Objekts, wobei die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse in der Querrichtung, der Richtung von oben nach unten bzw. der Richtung von vorn nach hinten ausgerichtet sind. Sie gibt die Positionsdaten als Messdaten an die ECU 3. Der Scanwinkel &Dgr;x ist der Winkel des Laserstrahls im Zentrum der Mehrzahl von Laserstrahlen, deren Lichtempfangssignale aufsummiert werden.

Die ECU 3 erkennt Objekte auf der Grundlage der von dem Laserradarsensor 5 empfangenen Abstandsmessdaten. Sie gibt Ansteuersignale an die Bremsansteuereinheit 19, die Drosselventilansteuereinheit 21 und die Automatikgetriebe-Regelungseinheit 23 entsprechend Zuständen des Vorausfahrzeugs, die auf der Grundlage der erkannten Objekte bestimmt werden. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird geregelt, und zwar wird eine adaptive Geschwindigkeitsregelung ausgeführt. Darüber hinaus führt die ECU 3 einen Alarmerzeugungsbestimmungsprozess zur Erzeugung eines Alarms aus, wenn während einer vorbestimmten Zeitspanne und innerhalb eines vorbestimmten Warnbereichs die erkannten Objekte existieren. Das Objekt umfasst ein vor dem Fahrzeug fahrendes oder parkendes Fahrzeug.

Nachfolgend ist die Konfiguration der ECU 3 beschrieben. Die von dem Radarsensor 5 ausgegebenen Abstandsmessdaten werden an einen Objekterkennungsblock 43 gegeben. Der Objekterkennungsblock 43 berechnet eine mittlere Position (X, Y, Z) und eine Größe (W, D, H) des Objekts der Breite W, der Tiefe D und der Höhe H auf der Grundlage von dreidimensionalen Daten, die die Abstandsmessdaten bilden. Er berechnet ferner eine Relativgeschwindigkeit (Vx, Vy, Vz) des Objekts bezüglich der Position des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Veränderung der mittleren Position über die Zeit. Er bestimmt ferner auf der Grundlage der von dem Geschwindigkeitsberechnungsblocks 47 ausgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit, ob das Objekt stillsteht oder sich bewegt. Wenn auf der Grundlage der obigen Bestimmung und der mittleren Position des Objekts bestimmt wird, dass das Objekt ein Hindernis für das Fahrzeug darstellt, wird auf der Abstandsanzeigeeinheit 15 ein Abstand zu dem Objekt angezeigt.

Ein Lenkwinkelberechnungsblock 49 berechnet einen Lenkwinkel auf der Grundlage eines von dem Lenkwinkelsensor 27 ausgegebenen Signals. Ein Gierratenberechnungsblock 51 berechnet eine Gierrate auf der Grundlage eines von dem Gierratensensor 28 ausgegebenen Signals. Ein Kurvenradiusberechnungsblock 57 berechnet einen Kurvenradius R auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkwinkels und der Gierrate. Der Objekterkennungsblock 43 bestimmt auf der Grundlage des Kurvenradius R und der mittleren Position (X, Z), ob das Objekt möglicherweise ein Fahrzeug ist und in der gleichen Fahrspur fährt. Der Sensorfehlererfassungsblock 44 bestimmt, ob die in dem Objekterkennungsblock 43 gewonnenen Daten in einem abnormalen Bereich liegen. Wenn die Daten in dem abnormalen Bereich liegen, wird von der Sensorfehleranzeigeeinheit 17 ein Fehler angezeigt.

Ein Vorausfahrzeugerfassungsblock 53 erfasst ein Vorausfahrzeug auf der Grundlage der Daten von dem Objekterkennungsblock 43 und berechnet einen Z-Achsenabstand Z zu dem Vorausfahrzeug und eine Relativgeschwindigkeit Vz bezüglich des Vorausfahrzeugs. Die ECU 3 bestimmt auf der Grundlage des Abstandes Z, der Relativgeschwindigkeit Vz, einem Einstellungszustand des Geschwindigkeitsregelungsschalters 26, einem Zustand des Bremsschalters 9 und Empfindlichkeitseinstellungen der Alarmempfindlichkeitseinstellungseinheit 25 Einzelheiten der Geschwindigkeitsregelung. Anschließend gibt die Regelung Signale an die Automatikgetriebe-Regelungseinheit 23, die Bremsansteuereinheit 19 und die Drosselventilansteuereinheit 21, um die notwendige Regelung zu implementieren.

Ein Alarmerzeugungsbestimmungsblock 55 bestimmt auf der Grundlage des Abstandes Z der Relativgeschwindigkeit Vz, eines Einstellungszustandes des Geschwindigkeitsregelungsschalters 26, eines Zustandes des Bremsschalters 9 und Empfindlichkeitseinstellungen der Alarmempfindlichkeitseinstellungseinheit 25, ob die Erzeugung eines Alarms erforderlich ist. Sie gibt dann, wenn der Alarm erforderlich ist, ein Alarmerzeugungssignal an die Alarmerzeugungseinheit 13. Ein notwendiges Anzeigesignal wird an die Abstandsanzeigeeinheit 15 ausgegeben, um den Fahrer über die Zustände zu informieren, wenn die oben genannten Regelungen implementiert sind.

In dieser Ausführungsform werden die von dem Lichtempfänger 82 ausgegebenen Lichtempfangssignale und die Ausgangssignale von der Dummyschaltung 83 durch den Verstärker 85 verstärkt und der zweiten Erfassungsschaltung 90 zugeführt. Die in den Lichtempfangssignalen enthaltenen Rauschkomponenten werden auf der Grundlage der Ausgangssignale von der Dummyschaltung 83 erfasst. Die Abstandserfassung wird auf der Grundlage der erzeugten Signale ausgeführt, indem die Räuschkomponenten von den Lichtempfangssignalen entfernt werden.

Bei dieser Konfiguration ist es weniger wahrscheinlich, dass ein erfassbarer Objektabstandsbereich des Laserradarsensors 5 verringert ist. Darüber hinaus werden die Rauschkomponenten unter Verwendung der Dummyschaltung 83 und des Selektors 84 erfasst. Somit ist die Berücksichtigung des vorbestimmten Drehwinkels bei der Auslegung des optischen Systems nicht erforderlich, im Gegensatz zum Stand der Technik, und die Auslegung des optischen Systems begrenzende Faktoren können reduziert werden.

Wie in 10 gezeigt ist, umfasst ein Laserradarsensor 150 eine Lichtempfangsschaltung 170b. Die weitere Konfiguration entspricht der der ersten Ausführungsform, so dass nur der Aufbau der Lichtempfangsschaltung 170b beschrieben ist.

Die Lichtempfangsschaltung 170b enthält nicht die Dummyschaltung 83 und den Selektor 84, die in der Lichtempfangsschaltung 70b der ersten Ausführungsform enthalten sind. Die von dem Lichtempfänger 82 ausgegebenen Lichtempfangssignale werden direkt dem Verstärker 85 zugeführt. Ferner ist eine Lichtaussendevorrichtung 140, z. B. eine Leuchtdiode, angrenzend an den Lichtempfänger 82 angeordnet.

Die Lichtaussendevorrichtung 140 sendet ein Licht in Richtung des Lichtempfängers 82 aus, und der Lichtempfänger 82 wird mit einer hohen Lichtintensität bestrahlt. Somit kann der Lichtempfänger 82 in die Sättigung geraten, und der Lichtempfänger 82 gibt keine Ausgangssignale in Antwort auf das einfallende Licht aus, wenn Licht von der Lichtaussendevorrichtung 140 ausgesendet wird. Und zwar werden die Lichtempfangssignalkomponenten auf einem gesättigten Pegel gehalten.

Die Lichtemission der Lichtaussendevorrichtung 140 wird während der Abstandserfassung unterbrochen, so dass die Lichtempfangssignale, die der Intensität des von dem Lichtempfänger 82 empfangenen Lichts entsprechen, empfangen werden. Die Lichtemission der Lichtaussendevorrichtung 140 wird aktiviert, wenn die Abstandserfassung nicht ausgeführt wird, so dass die Lichtempfangssignalkomponenten auf einem konstanten Pegel gehalten werden. Die Rauschkomponenten werden berechnet, indem die konstanten Lichtempfangssignalkomponenten von den Lichtempfangssignalen abgezogen werden, die zu dem Zeitpunkt erzeugt werden, wenn die Abstandserfassung nicht ausgeführt wird. Die Rauschkomponenten werden von der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 berechnet. Die Rauschkomponenten werden von den Lichtempfangssignalen entfernt, so dass die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.

Der Lichtempfänger 82 kann mit Sonnenlicht beleuchtet werden, wenn die Abstandserfassung nicht ausgeführt wird, so dass passiv die Sättigung erzeugt wird. In diesem Fall kann weißes Rauschen verstärkt werden. Weißes Rauschen hat jedoch keinen Einfluss auf die Erfassung des stationären Rauschens.

Wie in 11 zu sehen ist, umfasst ein Laserradarsensor 250 eine Lichtempfangsschaltung 270b. Der weitere Aufbau entspricht dem der ersten Ausführungsform, so dass im Folgenden nur die Lichtempfangsschaltung 270b beschrieben ist.

Die Lichtempfangsschaltung 270b enthält nicht die Dummyschaltung 83 und den Selektor 84, die in der Lichtempfangsschaltung 70b der ersten Ausführungsform enthalten sind. Die von dem Lichtempfänger 82 ausgegebenen Lichtempfangssignale werden direkt dem Verstärker 85 zugeführt. Ferner ist eine Schaltvorrichtung 271, z.B. ein Transistor, in einer Energieversorgungsleitung angeordnet, über die dem Lichtempfänger 82 ein Vorspannungsstrom zugeführt wird.

Die Vorspannungsstromzuführung zu dem Lichtempfänger 82 wird entsprechend der Schalterstellung der Schaltvorrichtung 271 gesteuert. Pegel der Lichtempfangssignale (Ausgangsspannungen), die der Intensität des auf den Lichtempfänger 82 auftreffenden Lichts entsprechen, sind stark davon abhängig, ob der Vorspannungsstrom zugeführt wird. Wellenformen der Empfangssignale werden ohne Vorspannungsstrom abgeflacht, selbst wenn der Lichtempfänger 82 einfallendes Licht empfängt.

Die Schaltvorrichtung 271 wird eingeschaltet, um den Lichtempfänger 82 mit einem Vorspannungsstrom zu versorgen, wenn die Abstandserfassung ausgeführt wird. Als Folge weist der Lichtempfänger 82 ein gutes Ansprechverhalten auf. Die Schaltvorrichtung 271 wird abgeschaltet, um die Zuführung von Vorspannungsstrom zu unterbrechen, wenn die Abstandserfassung nicht ausgeführt wird. Als Folge davon werden die Lichtempfangssignale, deren Lichtempfangssignalkomponenten kleiner als in dem oben beschriebenen Fall sind, von dem Lichtempfänger 82 ausgegeben. Bei dieser Konfiguration werden die Rauschkomponenten auf der Grundlage der Wellenformen der Lichtempfangssignale, die erzeugt werden, wenn die Abstandserfassung nicht ausgeführt wird, berechnet. Die Rauschkomponenten werden von der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 berechnet und von den Lichtempfangssignalen entfernt, so dass die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.

Ein von einem Abdeckglas reflektiertes Licht (kurz "Reflexionslicht") kann in den Lichtempfänger 82 eintreten, wenn ein solches Abdeckglas vor dem Laserradarsensor 5 angeordnet ist. Die Reflexionslichtkomponenten, die dem Reflexionslicht von dem Abdeckglas entsprechen, werden in der Abstandserfassung als Rauschen betrachtet. Somit werden die Summationssignale, die erzeugt werden, wenn die Lichtempfangssignalkomponenten nicht enthalten sind, der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 zugeführt. Die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 lernt, die Reflexionslichtkomponenten als Reflexionslichtrauschen zu interpretieren.

Das Reflexionslichtrauschen ändert sich in Abhängigkeit von der Scanrichtung. Somit werden die Reflexionslichtrauschkomponenten für jede Scanrichtung entfernt. Es gibt jedoch einige Hundert Scanwinkel, und ein Lernen des Reflexionslichtrauschens für jeden Scanwinkel ist nicht praktikabel, da es ein großes Speichervolumen für die Lernprozesse in die Lernresultate erfordert.

Die Winkelabhängigkeit der Reflexionslichtrauschkomponenten ist nicht stark ausgeprägt. Die Winkelabhängigkeit variiert nicht stark, obwohl die Reflexionslichtrauschkomponenten entsprechend dem Oberflächenzustand des Abdeckglases variieren. Das Rauschen in dem Laserradarsensor 5 weist diese Winkelabhängigkeit nicht auf. Aus den oben genannten Gründen lernt die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 nur die Reflexionslichtrauschkomponenten an wichtigen Punkten.

Wie 12 zu entnehmen ist, sind die Dummyschaltung 83 und der Selektor 84, die in der Lichtempfangsschaltung 70b der ersten Ausführungsform enthalten sind, nicht vorgesehen. Die von dem Lichtempfänger 82 ausgegebenen Lichtempfangssignale werden direkt dem Verstärker 85 zugeführt. Darüber hinaus ist eine Schaltvorrichtung 160 vorgesehen, um das Lichtempfängssignal der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 zuzuführen oder die Zuführung zu unterbrechen, je nach den Ergebnissen der Bestimmung, ob die Lichtempfangssignalkomponente in dem Lichtempfangssignal enthalten ist.

Die von der Summationsschaltung 97 ausgegebenen Sommationssignale werden in jedem Fall der Subtraktionsschaltung 101 zugeführt. Die Schaltvorrichtung 160 wird in den Verbindungszustand (Durchschaltezustand) gesetzt, wenn das Summationssignal, von dem die Rauschkomponenten subtrahiert sind, kleiner als die Schwellenspannung V0 ist, und keine Lichtempfangssignalkomponenten werden bestimmt. Das Summationssignal wird der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 zugeführt. Die Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 berechnet die Reflexionslichtrauschkomponente auf der Grundlage des Summationssignals, wenn keine Lichtempfangssignalkomponenten bestimmt werden. Die Reflexionslichtrauschkomponente, die dem Scanwinkel zu diesem Zeitpunkt entspricht, wird in einem Speicher gespeichert.

Die Winkelabhängigkeitsdaten des Reflexionslichtrauschens werden in der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 gespeichert. Die Reflexionslichtrauschkomponenten, die auf der Grundlage der Summationssignale zu dem Zeitpunkt, zu dem keine Lichtempfangssignalkomponenten bestimmt wird, berechnet wurden, werden als die Reflexionslichtrauschsignale an wichtigen Punkten bestimmt. Die Reflexionslichtrauschkomponente bei jedem Scanwinkel wird auf der Grundlage der Winkelabhängigkeitsdaten des Reflexionslichtrauschens und des Reflexionslichtrauschens an wichtigen Punkten berechnet.

Es wird bestimmt, dass die Lichtempfangssignale zu dem Zeitpunkt, zu dem keine Lichtempfangssignalkomponenten bestimmt werden, nur die Reflexionslichtrauschkomponenten enthalten. Das Summationssignal zu diesem Zeitpunkt wird der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 zugeführt. Die Reflexionslichtrauschkomponenten werden daher korrekt berechnet, und die Reflexionslichtrauschkomponenten werden durch die Subtraktionsschaltung 101 korrekt von dem Summationssignal subtrahiert.

Die Reflexionslichtrauschkomponenten werden nur berechnet, wenn keine Lichtempfangssignalkomponenten bestimmt sind. Die Reflexionslichtrauschkomponenten werden auf der Grundlage der berechneten Reflexionslichtrauschkomponenten und der gespeicherten Winkelabhängigkeitsdaten der Reflexionslichtrauschens für jeden Scanwinkel berechnet. Die Reflexionslichtrauschkomponenten werden für die Scanwinkel berechnet, die von dem Winkel, bei dem die Bestimmung durchgeführt wird, verschieden sind. Durch diese Konfiguration ist das Lernen der Reflexionslichtrauschkomponenten für jeden Scanwinkel möglich, ohne dass ein großer Speicherplatz für die Lernprozesse und die Lernresultate erforderlich wäre.

Eine Vorrichtung zur Überwachung des Oberflächenzustandes des Abdeckglases und zur Erfassung von Veränderungen des Zustandes kann in dem Laserradarsensor 5 enthalten sein. Ferner können Sensoren für Regen, Nebel oder Schnee eingebaut sein. Die Ausgangssignale solcher Vorrichtungen können der Hintergrundrauschen-Berechnungsschaltung 99 zugeführt und zur Berechnung von Rauschkomponenten verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die zuvor diskutierte und in den Figuren gezeigte Ausführungsform begrenzt sein, sondern kann auf verschiedene Weise implementiert sein, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Z.B. kann eine Kombination aus der ersten bis vierten Ausführungsform verwendet werden. Eine Kombination aus der ersten, der zweiten oder der dritten Ausführungsform mit der vierten Ausführungsform liefert einen Laserradarsensor, der wirksam interne und externe Rauschkomponenten berechnet.

Die CPU 70c oder die erste Erfassungsschaltung 86 können so ausgelegt sein, dass sie Informationen zur Spezifizierung der Lichtempfangssignale ausgeben, wie z.B. Signalnummern, die die Lichtempfangssignale identifizieren, wenn die Amplitude der Lichtempfangssignale höher als die Referenzspannung V0 ist. Die Summationsbereichsspezifizierungsschaltung 95 kann so ausgelegt sein, dass sie die Informationen empfängt und die Lichtempfangssignale von den zu summierenden Lichtempfangssignalen herausnimmt.

In den obigen Ausführungsformen wird die Summation der Lichtempfangssignale ausgeführt, um ein Objekt zu erfassen, selbst wenn jedes Lichtempfangssignal eine Intensität (Amplitude) aufweist, die nicht hoch genug ist, um ein Objekt zu erfassen. Somit ist die Summation nicht erforderlich, wenn das Lichtempfangssignal eine Intensität aufweist, die hoch genug ist, um ein Objekt zu erfassen. Darüber hinaus kann die Winkelauflösung verbessert werden, wenn das Objekt auf der Grundlage jedes Lichtempfangssignals statt des Summationssignals erfasst wird. Daher ist es besser, die Abstandsmessdaten des Objekts auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses zu erzeugen, das durch die Erfassung auf der Grundlage jedes Lichtempfangssignals gewonnen wird. Ferner kann die Anzahl der Berechnungsschritte und die Rechenzeit verringert werden, indem die Lichtempfangssignale von denen zu summierenden Lichtempfangssignalen herausgenommen werden.

Die erste und zweite Erfassungsschaltung können als Software ausgelegt werden. Der Prozess zur Berechnung des Abstands L auf der Grundlage der Zeitdifferenz &Dgr;t kann in einer Logik-Schaltung ausgeführt werden, die als Hardware ausgebildet ist.

Die zu summierenden Lichtempfangssignale können Lichtempfangssignale sein, die den in der Y-Achsenrichtung aneinander grenzenden Laserstrahlen entsprechen. Die Bereiche der Laserstrahlen können sich über mehrere Scanlinien in den X-Achsen- oder der Y-Achsenrichtung erstrecken. Ein Mechanismus, der Winkel von Spiegelflächen unter Verwendung eines Spiegelgalvanometers einstellen kann, kann anstelle des Polygonspiegels verwendet werden, obwohl der Polygonspiegel dahingehend einen Vorteil aufweist, dass eine zweidimensionale Abtastung nur mit einer Drehansteueroperation möglich ist.

Elektromagnetische Wellen, wie etwa Millimeterwellen, oder Ultraschallwellen können anstelle des Lasers verwendet werden. Jedes von dem Verfahren, das eine Abtastung verwendet, abweichende Verfahren kann zur Messung eines Abstandes und von Richtungen verwendet werden. wenn ein FMCW-(frequency modulated continuous wave)-Radar oder ein Doppler-Radar als ein Millimeterwellenradar verwendet wird, werden Daten über einen Abstand zu einem Vorausfahrzeug und eine Relativgeschwindigkeit zu dem Vorausfahrzeug rechtzeitig gewonnen. Daher ist der Prozesses zur Berechnung der Relativgeschwindigkeit auf der Grundlage des Abstands nicht erforderlich.

Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis für diesen zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.