JP2006142966A - Obstacle discriminating device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両への障害物の接近とその種類とを非接触に判別する装置に関し、特に歩行者の接近を検出する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for discriminating the approach of an obstacle to a vehicle and its type, and more particularly to an apparatus for detecting the approach of a pedestrian.
近年、歩行者保護の目的で、車両バンパ部に障害物判別装置を取り付け、車両衝突時に衝突対象が歩行者か否かを判定し、歩行者と判定した場合には、歩行者を保護するための装置(例えば、フードやカウルエアバッグ)を作動させる技術が提案され、かつ、実用化が検討されている。 In recent years, for the purpose of protecting pedestrians, in order to protect pedestrians, if an obstacle discriminating device is attached to the vehicle bumper part, it is determined whether or not the collision target is a pedestrian at the time of a vehicle collision. Techniques for operating these devices (for example, hoods and cowl airbags) have been proposed, and their practical application has been studied.
先行する歩行者判別技術として、特許文献1、2は、導電体である衝突対象とセンサの電極板との間の静電容量変化に基づいて歩行者と導電体との間の静電容量の差を電気的に検出する導電性をもつ接近体の接近を検出する方式(静電容量式接近体検出方式)を提案している。
As a pedestrian discrimination technique that precedes,
一方、本出願人は、特許文献3において、人体・金属・樹脂製物体の接近・衝突時に生じる電気的特性の違いにより人体と他の物体とを判別する検出方式を提案している。すなわち、本出願人提案の検出等価モデルは、各検知物接近時に起こる電気的特性として、人体は静電容量変化があること、金属は磁束変化があること、絶縁体である樹脂は静電容量及び磁束のいずれにも変化が無いという違いがあることを利用し、これらの接近物体を判別するものである。
しかしながら、車両に接近・衝突する可能性のある樹脂は、絶縁性の樹脂とは限られず、メタリック塗装を施した樹脂等の導電性を有する樹脂の場合もある。ここで、導電性樹脂は、絶縁性の樹脂とは異なって人体と同様に静電容量変化が生じ、人体接近時に類似した電気的特性変化が発生する。よって、上述した従来の検出モデルでは、車両に接近・衝突する物体が人体である場合と導電性樹脂である場合との切り分けが困難であるという問題があった。 However, the resin that may approach or collide with the vehicle is not limited to an insulating resin, and may be a resin having conductivity such as a resin that has been subjected to metallic coating. Here, the conductive resin is different from the insulating resin in that the capacitance changes similarly to the human body, and a similar change in electrical characteristics occurs when approaching the human body. Therefore, the conventional detection model described above has a problem that it is difficult to distinguish between an object approaching and colliding with a vehicle being a human body and a conductive resin.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、人体とそれ以外の導電性物体とを正確に判別可能な車両用障害物判別装置を提供することをその目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle obstacle discriminating apparatus capable of accurately discriminating between a human body and other conductive objects.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.
1.交流電源から給電されるとともに交流インピーダンスが接近導電体の接近の度合いに応じて変化する車載の交流インピーダンス回路を含むセンサ部と、
前記交流インピーダンス回路から取り出した前記交流インピーダンス変化に応じて変化する電気量に基づいて前記接近導電体の検出又はその種類を判別する判別部と、
を備える車両用障害物判別装置において、
前記交流電源は、抵抗成分と容量成分とを含む導電体の電気的等価モデルにおいて、その抵抗成分及び容量成分の違いにより人体と他の導電体とで電気的等価モデルの周波数特性の違いが大きく現れる周波数の交流電圧を前記交流インピーダンス回路に給電することを特徴とする車両用障害物判別装置。
1. A sensor unit including an in-vehicle AC impedance circuit that is fed from an AC power source and whose AC impedance changes according to the degree of proximity of the approaching conductor;
A discriminating unit that discriminates the detection of the approaching conductor or the type thereof based on the amount of electricity that changes in accordance with the change in the AC impedance taken from the AC impedance circuit;
In the vehicle obstacle determination device comprising:
The AC power supply has a large difference in frequency characteristics of the electrical equivalent model between the human body and another conductor due to the difference in the resistance component and the capacitance component in the electrical equivalent model of the conductor including the resistance component and the capacitance component. An obstacle determination device for a vehicle, wherein an AC voltage having an appearing frequency is supplied to the AC impedance circuit.
手段1によれば、交流電源が抵抗成分と容量成分とを含む導電体の電気的等価モデルにおいて、その抵抗成分及び容量成分の違いにより人体と他の導電体とで電気的等価モデルの周波数特性の違いが大きく現れる周波数の交流電圧を、センサ部に含まれる交流インピーダンスが接近導電体の接近の度合いに応じて変化する車載の交流インピーダンス回路に給電し、判別部が交流インピーダンス回路から取り出した交流インピーダンス変化に応じて変化する電気量に基づいて接近導電体の検出又はその種類を判別する。尚、ここで言う接近導電体とは、電気絶縁体レベルよりも小さい比抵抗を有する物体を云う。従って、人体及び導電性樹脂はここで云う接近導電体に含まれるものとする。
According to the
すなわち、本発明は、人体を含む導電性物体自体が持つ抵抗成分・容量成分に着目し、物体が接近・衝突する際にそれらの抵抗成分・容量成分の違いが周波数特性の違いとして現れることを利用したものである。センサ部に含まれる交流インピーダンス回路に給電する交流電源の駆動周波数が、抵抗成分と容量成分とを含む導電体の電気的等価モデルにおいて、その抵抗成分及び容量成分の違いにより人体と他の導電体とで電気的等価モデルの周波数特性の違いが大きく現れる周波数に設定されることにより、人体接近時に交流インピーダンス回路より出力される電気量と導電性樹脂を含む他の導電体接近時の電気量とを区別可能であるので、判別部は接近導電体が人体であるか否かを正確に判別することができる。 That is, the present invention focuses on the resistance component / capacitance component of a conductive object including a human body itself, and when an object approaches or collides, the difference between the resistance component / capacitance component appears as a difference in frequency characteristics. It is used. In the electrical equivalent model of a conductor in which the drive frequency of the AC power source that feeds the AC impedance circuit included in the sensor unit includes a resistance component and a capacitance component, the human body and other conductors differ depending on the resistance component and the capacitance component. By setting the frequency at which the difference in the frequency characteristics of the electrical equivalent model appears greatly, the amount of electricity output from the AC impedance circuit when approaching the human body and the amount of electricity when approaching other conductors including conductive resin Therefore, the determination unit can accurately determine whether or not the approaching conductor is a human body.
2.前記交流電源は、抵抗成分と容量成分とを含む人体の電気的等価モデルの共振周波数に略等しい周波数の交流電圧を前記交流インピーダンス回路に給電することを特徴とする手段1に記載の車両用障害物判別装置。
2. 2. The vehicle fault according to
手段2によれば、交流電源が抵抗成分と容量成分とを含む人体の電気的等価モデルの共振周波数に略等しい周波数の交流電圧を、センサ部に含まれる交流インピーダンスが接近導電体の接近の度合いに応じて変化する車載の交流インピーダンス回路に給電し、判別部が交流インピーダンス回路から取り出した交流インピーダンス変化に応じて変化する電気量に基づいて接近導電体の検出又はその種類を判別する。センサ部に含まれる交流インピーダンス回路に給電する交流電源の駆動周波数が、抵抗成分と容量成分とを含む人体の電気的等価モデルの共振周波数に略等しい周波数に設定されることにより、人体と他の導電性物体との共振特性の違いが最も大きくなるので、判別部は接近導電体が人体であるか否かを極めて正確に判別することができる。
According to the
3.前記判別部は、前記交流インピーダンス回路より出力される電気量に関して人体接近時の出力値と他の導電体接近時の出力値との間に予め閾値を設定し、その閾値に基づいて前記接近導電体が人体であるか否かを判別することを特徴とする手段1又は2に記載の車両用障害物判別装置。
3. The determination unit sets a threshold value in advance between an output value at the time of approaching a human body and an output value at the time of approaching another conductor with respect to the amount of electricity output from the AC impedance circuit, and the approaching conductivity is determined based on the threshold value. The vehicle obstacle discriminating device according to
手段3によれば、判別部が、交流インピーダンス回路より出力される電気量に関して人体接近時の出力値と他の導電体接近時の出力値との間に予め設定された閾値に基づいて、接近導電体が人体であるか否かを簡単な処理で正確に判別することができる。
According to the
本発明によれば、センサ部に含まれる交流インピーダンス回路に給電する交流電源の駆動周波数が、抵抗成分と容量成分とを含む導電体の電気的等価モデルにおいて、その抵抗成分及び容量成分の違いにより人体と他の導電体とで電気的等価モデルの周波数特性の違いが大きく現れる周波数に設定されることにより、人体接近時に交流インピーダンス回路より出力される電気量と導電性樹脂を含む他の導電体接近時の電気量とを区別可能であるので、判別部は接近導電体が人体であるか否かを正確に判別することができる。 According to the present invention, the drive frequency of the AC power source that supplies power to the AC impedance circuit included in the sensor unit is different from the resistance component and the capacitance component in the electrical equivalent model of the conductor including the resistance component and the capacitance component. By setting the frequency at which the difference in frequency characteristics of the electrical equivalent model between the human body and other electrical conductors appears to be large, the electrical quantity output from the AC impedance circuit when approaching the human body and other electrical conductors including conductive resin Since the amount of electricity at the time of approach can be distinguished, the determination unit can accurately determine whether or not the approaching conductor is a human body.
本発明の車両用障害物判別装置を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。 An embodiment embodying the vehicle obstacle determination device of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
本実施形態の車両用障害物判別装置は、図1に示すように、交流電源1と、センサ部2と、判別部3とから構成される。
As shown in FIG. 1, the vehicle obstacle determination device of the present embodiment includes an
交流電源1は、低出力インピーダンスの正弦波発振器であり、センサ部2に含まれる交流インピーダンス回路21に交流電圧Viを給電する。
The
センサ部2は、交流インピーダンス回路21と、交流インピーダンス回路21に対して直列接続された電圧降下検出抵抗22と、同じく交流インピーダンス回路21に対して直列接続された接地コンデンサ23とからなる。交流インピーダンス回路21は、図示しない車両のバンパ内に配設されたコイル211と、コイル211と直列接続された抵抗素子213と、コイル211及び抵抗素子213と並列接続されたコンデンサ212とからなる。コイル211は磁束変化検出用の部材として設けられており、静電容量変化検出用の部材として図示しない電極を設けることが好ましいが、電極の代わりにコイル211の一部を静電容量検出用の部材として利用することも可能である。
The
交流電源1は、交流インピーダンス回路21の一端に接続され、交流電源1の他端、電圧降下検出抵抗22、及び接地コンデンサ23の他端はそれぞれ接地されている。電圧降下検出抵抗22の電圧降下は判別部3に入力される。ここで重要なことは、交流電源1の発振周波数f(交流インピーダンス回路21の駆動周波数)は、抵抗成分と容量成分とを含む導電体の電気的等価モデルにおいて、その抵抗成分及び容量成分の違いにより人体と他の導電体とで電気的等価モデルの周波数特性の違いが大きく現れる周波数(ここでは、例として人体の電気的等価モデルの共振周波数に略等しい周波数)とされている点にある。判別部3は、電圧降下検出抵抗22の電圧降下すなわち出力電圧Voを整流し、平滑し、その振幅をデジタル信号に変換してマイコンに取り込まれ、このマイコンが障害物の種類とその接近を検出し、判別・検出結果を判定信号として図示しない歩行者保護装置の制御装置へ送出する。この種の判別部3自体の回路構成は周知であり、説明を省略する。もちろん、判別部3をハードウエア回路により構成してもよいことは明白である。
The
ここで、本発明において着目される障害物である検知物自体の電気的等価モデルについて説明する。検知物自体の等価モデルは、抵抗成分及び容量成分を有するものとして、図2(a)〜(c)に示す3パターンの等価モデルZ1〜Z3が考えられる。図2(a)に示す等価モデルZ1は、抵抗成分と、容量成分と、抵抗成分及び容量成分の直列成分とを並列接続してなる。図2(b)に示す等価モデルZ2は、抵抗成分と容量成分とを並列接続してなり、等価モデルZ1に対して直列成分が無視できる場合である。図2(c)に示す等価モデルZ3は、抵抗成分と容量成分とを直列接続してなり、等価モデルZ1に対して並列成分が無視できる場合である。 Here, an electrical equivalent model of the detected object itself which is an obstacle focused on in the present invention will be described. As the equivalent model of the detected object itself, there are three patterns of equivalent models Z1 to Z3 shown in FIGS. The equivalent model Z1 shown in FIG. 2A is formed by connecting a resistance component, a capacitance component, and a series component of a resistance component and a capacitance component in parallel. The equivalent model Z2 shown in FIG. 2B is a case where a resistance component and a capacitance component are connected in parallel, and the series component can be ignored with respect to the equivalent model Z1. The equivalent model Z3 shown in FIG. 2C is a case where a resistance component and a capacitance component are connected in series, and a parallel component can be ignored with respect to the equivalent model Z1.
次に、検知物の等価モデルにおける周波数特性について説明する。ここでは、簡単のため、等価モデルZ3における周波数特性の計算例を図3に示す。図3は、検知物[1](抵抗値1kΩ)、検知物[2](抵抗値5kΩ)及び検知物[3](抵抗値100kΩ)がセンサ部2に接近した場合の周波数特性の推移を計算により求めたものである。検知物の抵抗成分が異なれば、容量成分(センサ部−検知物間容量、及び検知物−大地間容量の合成)の違いに対して共振特性が推移する軌跡が異なり、両成分の大きさによって推移した波形は、一意に決まり他の検知物の波形と一致することはない。よって、例えば、抵抗値が人体相当(1kΩ)の検知物[1]は、図3に示すA領域に含まれるが、それ以上の抵抗値を有する検知物[2](抵抗値5kΩ)及び検知物[3](抵抗値100kΩ)はA領域には含まれない。
Next, frequency characteristics in the equivalent model of the detected object will be described. Here, for the sake of simplicity, a calculation example of the frequency characteristic in the equivalent model Z3 is shown in FIG. FIG. 3 shows changes in frequency characteristics when the detected object [1] (
本実施形態の車両用障害物判別装置では、交流電源1がセンサ部2の交流インピーダンス回路21を人体の電気的等価モデルの共振周波数に略等しい周波数Bで駆動すると共に、判別部3が、人体接近時の出力値としての電圧入出力比(図3の縦軸成分Vo/Vi)と他の導電体接近時の出力値としての電圧入出力比との間に予め設定された閾値に基づいて、人体と他の導電性物体とを簡単な処理で正確に判別することができる。具体的には、図3において、入出力比(Vo/Vi)が閾値以上の場合は人体であると判別し、入出力比が閾値未満の場合は、人体以外の導電体であると判別する。一方、従来のモデルでは抵抗成分は考慮していないため、上記の特性が表現できないことは明らかであり、本実施形態のように、人体と導電性樹脂を含む他の導電体との切り分けを実施することは不可能である。尚、本実施形態では、交流電源1の駆動周波数が、人体と他の導電性物体との共振特性の違いが最も大きくなる周波数である人体の電気的等価モデルの共振周波数に略等しい周波数Bに設定されているので、人体と他の導電性物体とが極めて正確に判別される。
In the vehicle obstacle determination device of the present embodiment, the
ここで、図4(a)〜(c)に各種検知物の接近による周波数特性の推移の実測例を示す。尚、図4(a)は人体による特性の実測例を、図4(b)はメタリック塗装を施した樹脂製バンパによる特性の実測例を、図4(c)はゴムパイロンによる特性の実測例をそれぞれ示している。人体に対して、他の二種類の導電性樹脂はいずれも抵抗値が大きく(それぞれ順に5kΩ、100kΩ)、周波数Bでの出力振幅変化量が人体に比べ小さくなるため、上述したようなA領域を利用することにより、人体とそれ以外の物体との切り分けが可能であることがわかる。 Here, FIGS. 4A to 4C show actual measurement examples of the transition of the frequency characteristics due to the approach of various detection objects. 4A is an example of actual measurement of characteristics by a human body, FIG. 4B is an example of actual measurement of characteristics by a resin bumper subjected to metallic coating, and FIG. 4C is an example of actual measurement of characteristics by a rubber pylon. Respectively. The other two types of conductive resins have a large resistance value (5 kΩ and 100 kΩ, respectively) with respect to the human body, and the output amplitude change amount at the frequency B is smaller than that of the human body. It is understood that the human body and other objects can be separated by using.
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。例えば、前記実施形態では、交流電源1の駆動周波数を人体の電気的等価モデルの共振周波数に略等しい周波数Bに設定した例を示したが、これには限定されない。つまり、交流電源1の駆動周波数が、導電体の電気的等価モデルにおいてその抵抗成分及び容量成分の違いにより人体と他の導電体とで電気的等価モデルの周波数特性の違いが大きく現れる周波数(例えば、人体の電気的等価モデルの共振周波数を中心とする所定範囲の周波数)に設定されていれば、人体と他の導電性物体とを正確に判別することが可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the example in which the drive frequency of the
本発明は、交流インピーダンス回路を含むセンサ部を有する各種の車両用障害物判別装置に適用可能である。 The present invention is applicable to various vehicle obstacle discriminating devices having a sensor unit including an AC impedance circuit.
1 交流電源
2 センサ部
3 判別部
21 交流インピーダンス回路
Z,Z1〜Z3 検知物の電気的等価モデル
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記交流インピーダンス回路から取り出した前記交流インピーダンス変化に応じて変化する電気量に基づいて前記接近導電体の検出又はその種類を判別する判別部と、
を備える車両用障害物判別装置において、
前記交流電源は、抵抗成分と容量成分とを含む導電体の電気的等価モデルにおいて、その抵抗成分及び容量成分の違いにより人体と他の導電体とで電気的等価モデルの周波数特性の違いが大きく現れる周波数の交流電圧を前記交流インピーダンス回路に給電することを特徴とする車両用障害物判別装置。 A sensor unit including an in-vehicle AC impedance circuit that is fed from an AC power source and whose AC impedance changes according to the degree of proximity of the approaching conductor;
A discriminating unit that discriminates the detection of the approaching conductor or the type thereof based on the amount of electricity that changes in accordance with the change in the AC impedance taken from the AC impedance circuit;
In the vehicle obstacle determination device comprising:
The AC power supply has a large difference in frequency characteristics of the electrical equivalent model between the human body and another conductor due to the difference in the resistance component and the capacitance component in the electrical equivalent model of the conductor including the resistance component and the capacitance component. An obstacle determination device for a vehicle, wherein an AC voltage having an appearing frequency is supplied to the AC impedance circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004335038A JP2006142966A (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Obstacle discriminating device for vehicle |
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JP2004335038A JP2006142966A (en) | 2004-11-18 | 2004-11-18 | Obstacle discriminating device for vehicle |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013524922A (en) * | 2010-04-22 | 2013-06-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Skin contact detector |
-
2004
- 2004-11-18 JP JP2004335038A patent/JP2006142966A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013524922A (en) * | 2010-04-22 | 2013-06-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Skin contact detector |
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