JP2007265451A

JP2007265451A - 車両用障害物検知装置

Info

Publication number: JP2007265451A
Application number: JP2007186000A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakazono; 昌弘中園; Yuji Nakagawa; 裕司中川; Hajime Sasaki; 肇佐々木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP4535094B2

Abstract

【課題】信頼性の高い車両用障害物検知装置を提供する。
【解決手段】車両用障害物検知装置は、障害物Ｂの相対位置を検出する位置検出部と、車両１の進行軌跡を予測する進行軌跡予測部と、障害物Ｂの検出位置と超音波センサ４ＦＬとを結ぶ直線に直交し且つ障害物Ｂを通る無限大の仮想障害物Ｂ’を求める仮想障害物設定手段と、車両１と障害物Ｂとの接触可能性の有無を判断する接触予測部とを備えている。接触予測部における第１の判断手段は、位置検出部からの位置情報に基づいて、仮想障害物設定手段により仮想障害物Ｂ’を仮想設定し、進行軌跡予測部により予測された予測進行軌跡Ｃと仮想障害物Ｂ’との位置関係を比較して車両１の予測される進行方向において仮想障害物Ｂ’と予測進行軌跡Ｃとの接点が存在する場合には接触可能性ありと判断し、接点が存在しない場合には接触可能性無しと判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両周辺の障害物を検知して接触可能性の有無を運転者に報知する車両用障害物検知装置に関するものである。

従来より、この種の車両用障害物検知装置として、障害物位置検出手段により検出された車両に対する障害物の相対位置（距離および角度）と進行軌跡算定手段により算定された車両の予定される進行軌跡とに基づいて車両と障害物との接触可能性の有無を判断し、この判断結果を報知手段により車両の運転者へ報知するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、その他に、障害物位置検出手段による検出結果の履歴に基づいて車両と障害物との接触可能性の有無を判断し、判断結果を報知手段により車両の運転者へ報知するようにしたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特願平１１−２９５９６０号公報特願平１０−３６５４２１号公報

ところで、上述の前者の車両用障害物検知装置では、図２５に示すように、壁のような大きな障害物Ｂが車両１の予定される進行軌跡上に存在し車両１が障害物Ｂに接触する可能性が有るにもかかわらず、接触可能性が無いと判断されてしまうことがあった。

また、上述の後者の車両用障害物検知装置は、図２６に示すように超音波センサ４ＦＬの検知エリアＡ内に検出された障害物Ｂの履歴（図２６の例では障害物Ｂがａの位置→ｂの位置→ｃの位置の順に検出されたものとする）から求めた障害物Ｂの軌跡と、超音波センサ４ＦＬの位置とに基づいて、車両（図示せず）と障害物Ｂとの接触可能性の有無を判断するものであるから、接触可能性の有無を判断するまでに要する時間が長くなり、運転者への報知が遅くなってしまうことがあった。なお、超音波センサ４ＦＬは上記障害物位置検出手段の一部を構成するものである。

また、後者の車両用障害物検知装置では、障害物位置検出手段により障害物が検出される度に検出結果（車両と障害物との距離および角度）を記憶部へ記憶させる必要があり、大容量の記憶部が必要となり、コストが高くなってしまうという不具合があった。また、障害物位置検出手段において、障害物との距離と角度とを検知する必要があるので、障害物位置検出手段の構成が複雑になるとともにコストが高くなるという不具合があった。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、請求項１の発明の主目的は、信頼性の高い車両用障害物検知装置を提供することにある。

請求項１の発明は、車両の進行軌跡を予測する進行軌跡予測手段と、車両に搭載され車両に対する障害物の相対位置を検出する障害物位置検出手段と、障害物位置検出手段による検出位置と障害物位置検出手段の代表位置とを結ぶ直線に直交し且つ障害物を通る直線を求める仮想障害物設定手段と、進行軌跡予測手段により予測された進行軌跡と仮想障害物設定手段により求められた直線との交差の有無によって車両と障害物との接触可能性の有無を判断する接触判断手段と、接触判断手段の判断結果を上記車両の運転者に報知する報知手段とを備えて成ることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、障害物位置検出手段による検出位置と障害物位置検出手段の代表位置とを結ぶ直線に直交し且つ障害物を通る直線を求める仮想障害物設定手段を有し、進行軌跡予測手段により予測された車両の進行軌跡と仮想障害物設定手段により求められた直線との交差の有無によって車両と障害物との接触可能性の有無を判断するので、障害物が壁のように大きな障害物であっても障害物の接触可能性の有無の判断を精度良く行うことができ、信頼性を高めることができるという効果がある。

（参考例１）
本参考例の車両用障害物検知装置は、図４に示すように、車両１の４隅近傍にそれぞれ配置された４つの超音波センサ４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬと、車両１のハンドル１１１の回転角度を検知する操舵角センサ３と、車両１のシフトレバー（図示せず）の位置を検出する（つまり、車両１の進行方向、停車状態などの情報を検出する）シフト位置センサ２と、車両１の運転者へ音による適宜の報知を行うためのブザー５と、車両１の運転者へ表示による適宜の報知を行うための表示器６と、これらに接続された制御部１０とを備えている。なお、図４において破線で示す車両１は同図の左側が前方、右側が後方であり、超音波センサ４ＦＬは車両１の左前のコーナ部に搭載され、超音波センサ４ＦＲは車両１の右前のコーナ部に搭載され、超音波センサ４ＲＬは車両１の左後のコーナ部に搭載され、超音波センサ４ＲＲは車両１の右後のコーナ部に搭載されている。

ここにおいて、制御部１０は、図３に示すように、超音波センサ４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬとの間で信号を送受信する信号送受信部１１と、信号送受信部１１により受信した信号に基づいて障害物の相対位置を演算する位置検出部１２と、位置検出部１２により検出された位置情報が記憶される記憶部１３と、シフト位置センサ２の出力と操舵角センサ３の出力とに基づいて車両１の進行軌跡（ここに、進行軌跡とは、シフトレバーの位置およびハンドル１１１の回転角を維持したままで車両１が進行したと仮定した場合の車両１の進行軌跡としている）を予測する進行軌跡予測部１４と、位置検出部１２の出力と進行軌跡予測部１４の出力との少なくとも一方を利用して車両１と障害物との接触可能性の有無を判断する接触予測部１５と、接触予測部１５の出力に基づいてブザー５を駆動するブザー駆動部１６と、接触予測部１５の出力に基づいて表示器６を駆動する表示駆動部１７とで構成されている。なお、表示駆動部１７から表示器６への信号伝送に関しては、車両ＬＡＮ等を利用した多重伝送を行ってもよいし、ＲＳ２３２Ｃ等のシリアル伝送、パラレル伝送を行ってもよい。また、表示器６にブザーを内蔵させ表示駆動部１７の出力によって表示器６が表示されるとともにブザーが鳴動されるようにすればブザー５を別途に設ける必要がない。また、信号送受信部１１は、図５に示すように、超音波センサ４ＦＬ→超音波センサ４ＲＲ→超音波センサ４ＦＲ→超音波センサ４ＲＬ→超音波センサ４ＦＬ→超音波センサ４ＲＲ→…の順に時系列的に信号を送受信するようになっている。

以下では、説明上４つの超音波センサ４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬを特に区別する必要がない場合にはいずれの超音波センサ４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬも超音波センサ４と称す。なお、超音波センサ４は車両１の周辺監視を行うために車両１のバンパーなどに取り付けられる。したがって、車両１周辺に存在する障害物を確実に検出するために路面に沿う横方向については超音波センサ４の指向性をブロードに設定し、路面を検出しないように縦方向については指向性を鋭く設定してある。

超音波センサ４と障害物Ｂとの位置関係は、図６に示すパラメータを用いて表現される。すなわち、Ｈは超音波センサ４が設置されている平面であり、超音波センサ４において超音波を送波／受波する開口が形成される開口面である。Ｖは超音波センサ４の法線であり、超音波センサ４において超音波を送波／受波する開口の略中心Ｏを通り、後述する超音波センサ４の垂直二等分線を構成する。Ｌは開口の略中心Ｏから障害物Ｂまでの距離であり、φは超音波センサ４と障害物Ｂとを結ぶ直線と法線Ｖとのなす角である。

超音波センサ４は、図７および図８に示すように、超音波送受信器たる送波／受波兼用の超音波センサ４ａと、超音波受信器たる受波専用の超音波センサ４ｂと、それらを駆動する駆動回路（図示せず）とにより構成され、以下に示す方法により、障害物Ｂの位置関係を特定する。なお、送波／受波兼用の超音波センサ４ａが受波専用の超音波センサ４ｂよりも車両１の中央側に配置してある。

それぞれの超音波センサ４ａ，４ｂは距離ｄを隔てて同一平面Ｈ上に配置される。超音波センサ４ａには、図９（ａ）に示すように、送波信号（パルス波形の信号）が印加され、送波信号がＨレベルである間に超音波を送波するようになっている。送波信号がＬレベルになった後も超音波センサ４ａを構成する超音波振動子の振動が停止するまでに所定の時間を要するために残響現象が生じ、超音波信号がしばらく放射され続ける（図９（ｂ）参照）。

なお、図９（ｄ）は超音波センサ４ｂの受波信号であり、その中で左側の信号（時間的に先に受波する信号）は超音波センサ４ａの送波信号を直接受信した波形であり、右側の信号（時間的に後から受波する信号）は障害物Ｂからの反射波を示している。また、図９（ｂ）および図９（ｄ）に示す受波信号は超音波振動子の振動波形（約４０ｋＨｚ）の包絡線を示しており、その振幅が一定レベルを超える場合にＬレベルになり、一定レベル以下である場合にＨレベルになるように整形される（図９（ｃ）および図９（ｅ）参照）。超音波センサ４ａ，４ｂでは、これら整形された信号（以下、整形信号という）ａおよびｂのＨレベルからＬレベルへの立下りを検出することで、受波された信号が反射波であることを認識するようになっている。

超音波センサ４ａから放射された超音波が近接物体（障害物Ｂ）に当たって反射すると、図９（ｂ）および図９（ｄ）に示すように、超音波センサ４ａ，４ｂにおいて反射波（反射信号）が観測されることになる。超音波は空気中を音速ｃ（＝３４０ｍ／ｓ程度）で移動するので、近接物体までの距離は超音波の送波開始から反射波の受信までの時間を測定することで計算することが可能になる。

なお、制御部１０に設けられた位置検知部１２は、超音波センサ４ａから放射された超音波の送信開始時刻から障害物Ｂによって反射された反射波が超音波センサ４ａ，４ｂで受信されるまでの経過時間を計時する計時手段と、計時手段により測定された経過時間ｔａ，ｔｂに基づいて障害物Ｂまでの距離Ｌを計算する距離計算手段と、上記経過時間ｔａ，ｔｂの差分Δｔ（＝ｔｂ−ｔａ）に基づいて超音波センサ４ａ，４ｂを結ぶ直線の中点Ｏを起点として当該線分の垂直二等分線と反射波の到来方向とのなす角度φを計算する角度計算手段とを有しており、これらの各手段はマイクロコンピュータとマイクロコンピュータで実行されるプログラムとで実現されるものであって図示は省略する。

ところで、超音波センサ４ａ，４ｂが距離ｄだけ離れて配置されているため、反射波が超音波センサ４ａ，４ｂで受信される時間は、それぞれの近接物体（障害物Ｂ）の位置によって変わる。例えば、超音波センサ４ａ，４ｂが配置されている平面Ｈの法線Ｖよりも近接物体（障害物Ｂ）が超音波センサ４ａ側に位置していれば、図１０（ｂ）に示すように超音波センサ４ａが先に反射波を受波し（Δｔ＝ｔｂ−ｔａ＞０）、超音波センサ４ｂ側に位置していれば、図１０（ｃ）に示すように超音波センサ４ｂが先に反射波を受波する（Δｔ＜０）。すなわち、超音波センサ４ａから超音波が送波されてから図７および図８に示すように超音波センサ４ａ，４ｂが反射波を受信するまでの時間ｔａ，ｔｂを計時手段で計時することにより、超音波センサ４と障害物Ｂとを結ぶ直線と上記法線Ｖとのなす角度φを角度計算手段において計算できるとともに、超音波センサ４ａから障害物までの距離ＬをＬ＝ｔｂ×ｃ／２として距離計算手段にて計算することができる。

以上のように、超音波センサ４と位置検知部１２とからなる障害物位置検出手段により、近接物体（障害物Ｂ）までの距離Ｌと角度φとが求められる。上述の手続きにより車両１に搭載された全ての超音波センサ４から得られる情報から車両１の周囲に存在する障害物が検出されるのである。ここで、超音波センサ４ａ，４ｂに対する送波信号は、例えば１００ｍｓの周期で出力されており、位置検知部１２にて信号送受信部１１からの信号に基づいて計算された距離Ｌ、角度φは接触予測部１５に出力される。

表示器５は、発光色の異なる２種類の発光ダイオード（例えば、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード）を有し、接触可能性の有無により点灯若しくは点滅させる発光ダイオードの色を変えるようになっている（例えば、接触可能性がある場合には赤色発光ダイオードを点灯させ、接触可能性が無い場合には青色発光ダイオードを点灯させるようになっている）。なお、表示器６としては、例えば、ナビゲーションシステムのディスプレイ、発光ダイオード、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、蛍光管などを用いることもできる。ここに、カーナビゲーションシステムのディスプレイのように表示分解能が高い表示器を用いる場合には、車両１の外観を表示するとともに車両１の４隅近傍のうち障害物Ｂが存在する概略位置を表示させるようにしてもよい。

ところで、本参考例における接触予測部１５は、位置検知部１２による現時点の障害物Ｂの検出位置と進行軌跡予測部１４により予測された車両１の進行軌跡とを利用して車両１と障害物Ｂとの接触可能性の有無を判断する第１の判断手段と、位置検知部１２による過去の検出結果を利用して車両１と障害物Ｂとの接触可能性の有無を判断する第２の判断手段と、現時点の車両１と障害物との距離が２０ｃｍ以下か否かで接触可能性の有無を判断する第３の判断手段とを有している。ここに、各判断手段は、マイクロコンピュータとマイクロコンピュータで実行されるプログラムとで構成される。なお、本参考例では、進行軌跡予測部１４が進行軌跡予測手段を構成し、接触予測部１５が、接触判断手段を構成し、ブザー５と表示器５とで報知手段を構成し、４つの超音波センサ４と位置検知部１２とで障害物位置検出手段を構成し、記憶部１３が記憶手段を構成している。

まず、接触予測部１５の第１の判断手段について説明する。

上述の進行軌跡予測部１４は、車両１の左前のコーナ部に配置されている超音波センサ４ＦＬの超音波センサ４ａ，４ｂについて、図１１に示すように、車両１の直進時における車両左側の進行軌跡線Ｆ０、ハンドル１１１の操舵角が右回りに１８０°（右回りに０．５回転）となる状態で前進した場合における車両１の左側の進行軌跡線ＦＲ１、ハンドル１１１の操舵角が右回りに最大の４８０°（右回りに１．３回転）となる状態で前進した場合における車両１左側の進行軌跡線ＦＲ２、ハンドル１１１の操舵角が左回りに最大の４８０°（左回りに１．３回転）となる状態で前進した場合における車両１左側の進行軌跡線ＦＬ１、をそれぞれ予測する。ここにおいて、各進行軌跡線Ｆ０，ＦＲ１，ＦＲ２，ＦＬ１は、進行軌跡を直線近似した直線よりなる。

第１の判断手段は、超音波センサ４の検知エリアを、図１１に示すように、上述の４つの進行軌跡線Ｆ０，ＦＲ１，ＦＲ２，ＦＬ１のうちの３つＦ０，ＦＲ１，ＦＲ２により分割される４つのエリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のどこに障害物Ｂが存在するかという点と操舵角センサ３により検出された操舵角とに基づいて下記表１のような基準で車両１と障害物との接触可能性の有無を判断する。なお、エリアＡ１は図１１において超音波センサ４の検知エリアのうち進行軌跡線Ｆ０よりも左側の領域、エリアＡ２は進行軌跡線Ｆ０と進行軌跡線ＦＲ１との間の領域、エリアＡ３は進行軌跡線ＦＲ１と進行軌跡線ＦＲ２との間の領域、エリアＡ３は進行軌跡線ＦＲ２よりも右側の領域である。

表１について説明すると、第１の判断手段は、位置検知部１２により検出された障害物の位置が例えばエリアＡ１にある場合、操舵角センサ３により検出された操舵角が右０°よりも大きい（ハンドル１１１が右回りに０°よりも大きな角度回された状態）ときは接触可能性無しと判断し、また、操舵角センサ３により検出された操舵角が左０°以上（操舵角の０°を含む）ときは接触可能性有りと判断する。

また、第１の判断手段は、位置検知部１２により検出された障害物の位置がエリアＡ２にある場合、操舵角センサ３により検出された操舵角が右１８０°以上（ハンドル１１１が右回りに１８０以上回された状態）のときは接触可能性無しと判断し、また、操舵角センサ３により検出された操舵角が右１８０°未満および左０°以上のときは接触可能性有りと判断する。

また、第１の判断手段は、位置検知部１２により検出された障害物の位置がエリアＡ３にある場合、操舵角センサ３により検出された操舵角が右４８０°以上（ハンドル１１１が右回りに４８０以上回された状態）のときは接触可能性無しと判断し、また、操舵角センサ３により検出された操舵角が右４８０°未満および左０°以上のときは接触可能性有りと判断する。

また、第１の判断手段は、位置検知部１２により検出された障害物の位置がエリアＡ４にある場合、操舵角センサ３により検出された操舵角に関わらず（つまり、全ての操舵角について）、接触可能性有りと判断する。

以上の説明は車両１の左前のコーナ部に配置されている超音波センサ４ＦＬについての説明であるが、他の超音波センサ４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲについても同様にして接触可能性の有無を判断する。

次に、上述の第２の判断手段について説明する。

本参考例では、記憶部１３に記憶されている障害物Ｂの前回の位置情報から所定値（例えば、距離として１０ｃｍ、あるいは角度として１０°）以上の変化があったときにその時の位置情報を記憶部１３に記憶するとともに、第２の判断手段により、前回の位置情報と今回の位置情報との２点に基づいて以後の障害物Ｂの軌跡を予測し、予測した軌跡と超音波センサ４との位置関係から接触可能性の有無を判断する。したがって、例えば、図１２に示すように、車両１の左前のコーナ部の超音波センサ４ＦＬの検知エリアＡ内における障害物Ｂがａ点→ｂ点→ｃ点の順に検出される場合については、図１３に示すように障害物Ｂの予測軌跡が車両１に向かう方向からずれている（例えば、障害物Ｂが超音波センサ４ＦＬの法線Ｖよりも右側から移動し超音波センサ４に向かう方向からずれている）と接触可能性無しと判断し、図１４に示すように障害物Ｂの予測軌跡が車両１に向かう方向（例えば、超音波センサ４ＦＬに向かう方）に一致すると接触可能性有りと判断する。

以下、接触予測部１５の動作について図１５を参照しながら説明する。

車両１若しくは障害物が移動して障害物が超音波センサ４の検知エリア（水平方向において５０ｃｍまでの範囲）内に入ると、位置検知部１２により障害物の位置（超音波センサ４から障害物までの距離および角度）が検出され、接触予測部１５へ入力される（Ｓ１）。すると、接触予測部１５は、まず、第１の判断手段（静的判断手段）により車両１と障害物との接触可能性の有無を判断し（Ｓ２）、接触可能性が有る場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ３）、Ｓ１に戻る。一方、第１の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、記憶部１３に記憶された位置情報に所定量（例えば距離として１０ｃｍ或いは角度として１０°）以上の変化があるか否かを判断し（Ｓ４）、所定量以上の変化が無い場合には接触可能性が無いことを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ５）、Ｓ１に戻る。所定量以上の変化がある場合には第２の判断手段（動的判断手段）により接触可能性の有無の判断を行い（Ｓ６）、接触可能性が有る場合には接触可能性があることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ７）、Ｓ１に戻る。一方、第２の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、第３の判断手段（近距離判断手段）により現時点の車両１と障害物との距離が２０ｃｍ以下か否かで接触可能性の有無を判断し（Ｓ８）、接触可能性が有る場合には表示器６に接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ９）、Ｓ１に戻る。一方、第３の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には接触可能性が無いことを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ１０）、Ｓ１に戻る。

しかして、本参考例の車両用障害物検知装置では、接触予測部１５が、位置検知部１２による現時点の検出結果と進行軌跡予測部１４により予測された車両１の進行軌跡とを利用して車両１と障害物との接触可能性を判断する第１の判断手段と、位置検知部１２による過去の検出結果を利用して上記接触可能性を判断する第２の判断手段とを有するので、車両１と障害物との接触可能性の有無の判断の信頼性を高めることができる。すなわち、第１の判断手段を用いることにより車両１と障害物との接触可能性の有無の判断を高速に行うことができ、また、第２の判断手段を用いることにより接触可能性が有るにも関わらず接触可能性無しと判断されることを防止することができるから、接触可能性の有無の判断を高速化することができ且つ接触可能性の有無の判断結果の精度を高めることが可能になって安全上の信頼性が高くなる。

また、第２の判断手段は、記憶部１３に記憶された前回の位置情報（検出結果）と現時点の位置情報（検出結果）とに基づいて障害物と車両１との接触可能性の有無を判断するので、記憶部１３に記憶させる位置情報を少なくすることができ、記憶部１３の容量を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。

また、現時点での位置情報が直前の位置情報から少なくとも所定距離だけ若しくは所定角度だけ変化したときに第２の判断手段により接触可能性の有無を判断するので、例えば車両１と障害物との両方が停止しているような状態で不必要に第２の判断手段によって接触可能性の有無の判断を行うことをなくすことができる。

（参考例２）
本参考例の車両用障害物検知装置の基本構成は参考例１と略同じであって、位置検知部１２が、図１７に示すように超音波センサ４ＦＬからの距離が比較的小さい通常検知エリアＡＮと通常検知エリアＡＮよりも超音波センサ４ＦＬからの距離が大きい予備検知エリアＡＦとのどちらで障害物の位置情報があるかで異なる動作を行うように構成され、予備検知エリアＡＦ内で障害物が検知されたときに位置情報を記憶部１３に記憶させ、通常検知エリアＡＮ内に障害物が検知されたときに接触予測部１５へ位置情報を出力し、接触予測部１５が、その時点までの位置情報に基づいて第２の判断手段により接触可能性の有無の判断を行い、接触可能性が無ければ、以後、第１の判断手段により接触可能性の有無の判断を行う点に特徴がある。なお、本参考例では、超音波センサ４ＦＬからの距離が５１ｃｍ以上８０ｃｍ以下の領域を予備検知エリアＡＦに設定し、超音波センサ４からの距離が５０ｃｍ以下の領域を主検知エリアＡＮとして設定してある。また、他の超音波センサ４ＦＲ，４ＲＬ，４ＲＲについても同様である。他の構成要素は参考例１と同じなので、図示および説明を省略する。

以下、動作について図１６を参照しながら説明する。

車両１若しくは障害物が移動して障害物が超音波センサ４に検知されると、位置検知部１２により障害物の相対位置が検出され（Ｓ２１）、障害物が通常検知エリアＡＮと予備検知エリアＡＦとのどちらで検出されたかが判断され（Ｓ２２）、予備検知エリアＡＦ（つまり、超音波センサ４と障害物との距離が５１ｃｍ〜８０ｃｍ）の場合には、位置情報を記憶部１３に記憶させ（Ｓ２３）、Ｓ２１に戻る。通常検知エリアＡＮの場合には、記憶部１３に記憶された位置情報を接触予測部１５へ送り、接触予測部１５において障害物の軌跡が予測され（Ｓ２４）、接触予測部１５において第２の判断手段（動的判断手段）により接触可能性の有無が判断される（Ｓ２５）。接触予測部１５は、第２の判断手段により接触可能性が有ると判断した場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ２６）、Ｓ２１に戻る。一方、第２の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、第１の判断手段（静的判断手段）により接触可能性の有無を判断し（Ｓ２７）、接触可能性が有る場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ２８）、Ｓ２１に戻る。第１の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、第３の判断手段（近距離判断手段）により現時点の車両１と障害物との距離が２０ｃｍ以下か否かで接触可能性の有無を判断し（Ｓ２９）、接触可能性が有る場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ３０）、Ｓ２１に戻る。一方、第３の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には接触可能性が無いことを表示器６の表示およびブザー５に鳴動により報知させ（Ｓ３１）、Ｓ２１に戻る。

しかして、本参考例の車両用障害物検知装置では、障害物が予備検知エリアＡＦから通常検知エリアＡＮ内に入ると、障害物が予備検知エリアＡＦ内にあったときの過去の位置情報を利用して第２の判断手段により接触可能性の有無が判断され、その後、通常検知エリアＡＮ内にある障害物の現時点の位置情報を利用して第１の判断手段により接触可能性の有無が判断されるので、接触可能性の有無の判断を必要に応じて高速化することができ且つ接触可能性の有無の判断結果の精度を高めることができ、安全上の信頼性が高くなる。

（参考例３）
本参考例の車両用障害物検知装置の基本構成は参考例１と同じであり、接触予測部１５の第１の判断手段において接触可能性が無いと判断されると、第２の判断手段による接触可能性の有無の判断が確定するまでは表示器６およびブザー５により車両１の運転者へ注意を促すような報知を行う点に特徴がある。例えば、表示器６を赤色、青色、黄色の３色の発光ダイオードにより構成して、接触可能性が有る場合には赤色、接触可能性が無い場合には青色、注意を促す場合には黄色の発光ダイオードを点灯させるようにすればよい。ここに、赤色発光ダイオードを点灯させる表示を危険表示、黄色発光ダイオードを点灯させる表示を注意表示と称す。また、ブザー５による警報音としては、接触可能性がある場合の周波数を４ｋＨｚ、接触可能性無しの場合の周波数を１ｋＨｚ、注意を促す場合の周波数を上記２つの周波数の中間の２．５ｋＨｚとして、接触の危険性が高くなるほど周波数が高くなるように設定すればよい。ここに、４ｋＨｚの警報を危険警報と称し、２．５ｋＨｚの警報を注意警報と称す。他の構成は参考例１と略同じであるから、図示および詳細な説明を省略する。

以下、接触予測部１５の動作について図１８を参照しながら説明する。

車両１若しくは障害物が移動して障害物が超音波センサ４の検知エリア（水平方向において５０ｃｍまでの範囲）内に入ると、位置検知部１２により障害物の位置（超音波センサ４から障害物までの距離および角度）が検出され、接触予測部１へ入力される（Ｓ４１）。すると、接触予測部１５は、まず、第１の判断手段（静的判断手段）により車両１と障害物との接触可能性の有無を判断し（Ｓ４２）、接触可能性が有る場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により危険警報を報知させ（Ｓ４３）、Ｓ４１に戻る。一方、第１の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、表示器４４に注意表示を開始させるとともにブザー５により注意警報を開始させ（Ｓ４４）、記憶部１３に記憶された位置情報に所定量（例えば距離として１０ｃｍ或いは角度として１０°）以上の変化があるか否かを判断し（Ｓ４５）、所定量以上の変化が無い場合にはＳ４１に戻る。所定量以上の変化がある場合には第２の判断手段（動的判断手段）により接触可能性の有無の判断を行い（Ｓ４６）、接触可能性が有る場合には表示器６に表示器６に危険表示を行わせるとともに、ブザー５に危険警報を報知させ（Ｓ４７）、Ｓ４１に戻る。一方、第２の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、第３の判断手段（近距離判断手段）により現時点の車両１と障害物との距離が２０ｃｍ以下か否かで接触可能性の有無を判断し（Ｓ４８）、接触可能性が有る場合には表示器６に接触可能性が有ることを表示させるとともに、ブザーに警報を報知させ（Ｓ４９）、Ｓ４１に戻る。一方、第３の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、表示器６に接触可能性無しの表示を行わせるとともに接触可能性無しの警報を報知させ（Ｓ５０）、Ｓ４１に戻る。

上述の動作説明から分かるように、Ｓ４４の注意表示および注意警報は接触可能性の判断が確定するまで継続される。

しかして、本参考例の車両用障害物検知装置では、第１の判断手段により接触可能性有りと判断したとき、第１の判断手段により接触可能性無しと判断した後に第２の判断手段により接触可能性を判断しているとき、第１の判断手段により接触可能性無しと判断した後に第２の判断手段により接触可能性無しと判断したときの３段階それぞれで異なる報知を行うので、車両１の運転者へ適宜の警報を報知し注意を促すことが可能になる。

（参考例４）
本参考例の車両用障害物検知装置の基本構成は参考例１と略同じであって、図１９に示すように、車両１の速度を検出する車速センサ７が設けられ車速信号の変化により車両が移動していることを検出して接触予測部１５の第２の判断手段による判断を開始する点が相違するとともに、制御部１０の構成が異なる。本参考例における制御部１０は、図１９に示すように、超音波センサ４と信号を送受信する信号送受信部１１と、信号送受信部１１により受信した信号に基づいて障害物の位置を演算する位置検知部１２と、シフト位置センサ４の出力と操舵角センサ３の出力とに基づいて車両１の進行軌跡を予測する進行軌跡予測部１４と、位置検知部１２の出力と進行軌跡予測部１４の出力とを利用して車両１の障害物への接触を予測する接触予測部１５と、接触予測部１５の出力に基づいてブザー５を駆動するブザー駆動部１６と、接触予測部１５の出力に基づいて表示器６を駆動する表示駆動部１７とで構成されている。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、本参考例における位置検知部１２には位置情報を記憶する記憶部（図示せず）が設けられている。

以下、接触予測部１５の動作について図２０を参照しながら説明する。

車両１若しくは障害物が移動して障害物が超音波センサ４の検知エリア（水平方向において５０ｃｍまでの範囲）内に入ると、位置検知部１２により障害物の位置（超音波センサ４から障害物までの距離および角度）が検出され、接触予測部１へ入力される（Ｓ５１）。すると、接触予測部１５は、まず、第１の判断手段（静的判断手段）により車両１と障害物との接触可能性の有無を判断し（Ｓ５２）、接触可能性が有る場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ５３）、Ｓ５１に戻る。一方、第１の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、車速入力部１８を通して入力された車速センサ７の検出速度に変化があるか否かを判断し（Ｓ５４）、変化が無い場合には接触可能性が無いことを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ５５）、Ｓ５１に戻る。車速に変化がある場合には第２の判断手段（動的判断手段）により接触可能性の有無の判断を行い（Ｓ５６）、接触可能性が有る場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ５７）、Ｓ５１に戻る。一方、第２の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には、第３の判断手段（近距離判断手段）により現時点の車両１と障害物との距離が２０ｃｍ以下か否かで接触可能性の有無を判断し（Ｓ５８）、接触可能性が有る場合には接触可能性が有ることを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ５９）、Ｓ５１に戻る。一方、第３の判断手段により接触可能性が無いと判断された場合には接触可能性が無いことを表示器６の表示およびブザー５の鳴動により報知させ（Ｓ６０）、Ｓ５１に戻る。

しかして、本参考例の車両用障害物検知装置では、車速検出手段たる車速センサ７による検出速度が変化したときに過去の位置情報、車速から接触可能性の有無を判断するので、位置検知部１２の検出結果を全て記憶しておく必要がなく、記憶部の容量を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。

（参考例５）
本参考例の車両用障害物検知装置の基本構成は参考例４と略同じであって、車速センサ７からの速度入力を利用して車両１の速度と障害物の接近速度とに基づいて車両１と障害物との接触可能性の有無を判断する点に特徴がある。なお、参考例４と同じ構成要素についての図示および説明は省略する。また、本参考例で用いる超音波センサ４は、距離を検出できるものであればよく、角度を検出できなくてもよいので、超音波センサ４として安価なものを使用することができる。

ところで、車両１の速度が一定の場合には、障害物との距離と時間との関係は図２３に示すような関係にあり、障害物と車両が一定速度で離れていくとき（例えば、図２１参照）の関係は同図中のイになり、障害物と車両が一定速度で近づいていくとき（例えば、図２２および図２４参照）の関係は同図中のロになるから、障害物の接近速度が車両速度よりも速い場合には接触可能性有りと判断する。接近速度が車両速度よりも速い場合の関係は同図中のハのようになる。また、障害物の接近速度が車両速度よりも遅い場合には接触可能性無しと判断する。接近速度が車両速度よりも遅い場合の関係は同図中のニのようになる。

しかして、本参考例の車両用障害物検知装置は、従来のように車両１から障害物への距離と角度との両方を検出する必要がなくて距離だけを検出すればよいから、超音波センサ４の構成を従来に比べて簡単にでき低コスト化を図ることができる。

なお、車速入力が無い場合においては、接触予測部１５の内部クロックを利用して障害物の接近速度を算出し、接近速度が所定速度以上のときに接触可能性有りと判断すればよい。

（実施形態１）
本実施形態の車両用障害物検知装置の基本構成は参考例１と略同じであって、第１の判断手段による接触可能性の有無の判断における判断基準が異なる。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態において、第１の判断手段により接触可能性の有無の判断を行うときの判断基準について図１および図２を参照しながら説明する。

本実施形態では、接触予測部１５の第１の判断手段は、位置検知部１２からの位置情報に基づいて、障害物Ｂの検出位置を通り超音波センサ４と障害物Ｂの検出位置とを結ぶ直線の垂線方向に無限大の直線の平板（仮想障害物）Ｂ’を仮想障害物設定手段（図示せず）により仮想設定し、進行軌跡予測部１４により予測された予測進行軌跡Ｃと仮想障害物Ｂ’との位置関係を比較して車両１の予測される進行方向において仮想障害物Ｂ’と予測進行軌跡Ｃとの接点が存在する（仮想障害物Ｂ’と予測進行軌跡Ｃとが交差する）場合には接触可能性有りと判断し、接点が存在しない（仮想障害物Ｂ’と予測進行軌跡Ｃとが交差しない）場合には接触可能性無しと判断する。

しかして、本実施形態の車両用障害物検知装置では、障害物Ｂの検出位置と超音波センサ４とを結ぶ直線に直交し且つ障害物Ｂを通る直線を求める仮想障害物設定手段を有し、進行軌跡予測部１４により予測された予測進行軌跡Ｃと仮想障害物設定手段により求められた仮想障害物Ｂ’との交差の有無によって車両１と障害物Ｂとの接触可能性の有無を判断するので、障害物Ｂが壁のように大きな障害物であっても障害物Ｂの接触可能性の有無の判断を精度良く行うことができ、信頼性を高めることができる。

実施形態１の動作説明図である。同上の他の動作説明図である。参考例１を示す概略構成図である。同上の制御部のブロック図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の要部動作説明図である。同上の動作説明図である。参考例２の動作説明図である。同上の要部動作説明図である。参考例３の動作説明図である。参考例４を示すブロック図である。同上の動作説明図である。参考例５の動作説明図である。同上の他の動作説明図である。同上の他の動作説明図である。同上の実測データ図である。従来例の動作説明図である。他の従来例の動作説明図である。

符号の説明

５ブザー
６表示器
１２位置検出部（障害物位置検出手段）
１４進行軌跡予測部（進行軌跡予測手段）
１５接触予測部（接触判断手段）

Claims

車両の進行軌跡を予測する進行軌跡予測手段と、車両に搭載され車両に対する障害物の相対位置を検出する障害物位置検出手段と、障害物位置検出手段による検出位置と障害物位置検出手段の代表位置とを結ぶ直線に直交し且つ障害物を通る直線を求める仮想障害物設定手段と、進行軌跡予測手段により予測された進行軌跡と仮想障害物設定手段により求められた直線との交差の有無によって車両と障害物との接触可能性の有無を判断する接触判断手段と、接触判断手段の判断結果を上記車両の運転者に報知する報知手段とを備えて成ることを特徴とする車両用障害物検知装置。