JP2001273595A - 自動車用障害物検知装置 - Google Patents

自動車用障害物検知装置

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JP2001273595A
JP2001273595A JP2000087742A JP2000087742A JP2001273595A JP 2001273595 A JP2001273595 A JP 2001273595A JP 2000087742 A JP2000087742 A JP 2000087742A JP 2000087742 A JP2000087742 A JP 2000087742A JP 2001273595 A JP2001273595 A JP 2001273595A
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distance
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alarm
wave
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Mineo Okamoto
峰雄 岡本
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】障害物の接近を運転者に判り易く知らせること
ができる自動車用障害物検知装置を提供する。 【解決手段】第2の距離演算回路53bでは障害物まで
の距離x2が第1の超音波センサ1a,1bの検知エリ
アA1,A2に略等しい範囲A33、つまり、障害物ま
での距離x2が第1の超音波センサ1a,1bの最大検
知距離xc以下(x2≦xc)の範囲にまで接近した場
合、ブザー用オンオフ回路56bではなく、ブザー用オ
ンオフ回路56aに対して距離x2が短いほど鳴動の間
隔を短く設定してブザー駆動回路55aにより第1のブ
ザー6aを鳴動させる。このため、運転者は障害物が車
体10の略中央部に接近した場合も車体10の角部に接
近した場合と同様の警報を発することになり、障害物の
接近を運転者に判り易く知らせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に接近する
障害物を超音波により検知して運転者に警報を発する自
動車用障害物検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の自動車用障害物検知装置として
は、自動車の後部バンパの両角部に検知エリアの近い超
音波センサ(以下、「コーナセンサ」と呼ぶ)を設ける
とともに、後部バンパの略中央部にコーナセンサよりも
検知エリアの遠い超音波センサ(以下、「バックセン
サ」と呼ぶ)を設けたものがあった。つまり、自動車の
車両後方の方が運転者にとって死角が大きくなるため、
コーナセンサに対してバックセンサの検知エリアを遠く
(検知可能な距離を遠く)している。而して、バックセ
ンサは自動車の中央部後方の障害物を比較的遠距離から
検知し始め、コーナセンサは自動車の両角部に近付いた
近距離の障害物を検知するというように、互いに独立し
且つ分担して障害物を検知していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
成においては、バックセンサの検知エリアが遠くまで広
がっているため、障害物の検知時に運転者に警報を発す
るか否かを決定する距離範囲がコーナセンサの距離範囲
に比較して大まかであり、コーナセンサで検知して警報
を発する場合に比べて、バックセンサで障害物を検知し
た場合の警報では障害物がどの程度の距離に接近してい
るのかが運転者に判り辛いという問題があった。
【0004】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、障害物の接近を運転者
に判り易く知らせることができる自動車用障害物検知装
置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、自動車の車体の角部に設けられ
て超音波を送波し且つ反射波を受波する第1の超音波送
受波手段と、自動車の車体の略中央部に設けられて超音
波を送波し且つ反射波を受波する第2の超音波送受波手
段と、第1の超音波送受波手段が超音波を送波してから
障害物で反射して戻る反射波を受波するまでの時間間隔
に基づいて障害物までの距離を測定する第1の測定手段
と、第2の超音波送受波手段が超音波を送波してから障
害物で反射して戻る反射波を受波するまでの時間間隔に
基づいて障害物までの距離を測定する第2の測定手段
と、第1の測定手段で測定した障害物までの距離が第1
の閾値以下である場合に運転者に警報を発する第1の警
報手段と、第2の測定手段で測定した障害物までの距離
が第1の閾値よりも大きい第2の閾値以下である場合に
運転者に警報を発する第2の警報手段とを備え、第2の
測定手段で測定した障害物までの距離が第1の閾値以下
である場合に第1の警報手段による警報と同一内容の警
報を発することを特徴とし、障害物が車体の略中央部に
接近した場合も車体の角部に接近した場合と同様の警報
を発することになり、障害物の接近を運転者に判り易く
知らせることができる。つまり、車体の略中央部におけ
る障害物の接近に応じた警報の分解能を、車体の角部に
おける分解能に略一致させることができるのである。
【0006】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、第2の測定手段で測定した障害物までの距離が第1
の閾値以下である場合には第1の警報手段で警報を発す
ることを特徴とし、実施形態1の発明と同様の作用を奏
する。
【0007】請求項3の発明は、上記目的を達成するた
めに、自動車の車体の角部に設けられて超音波を送波し
且つ反射波を受波する第1の超音波送受波手段と、自動
車の車体の略中央部に設けられて超音波を送波し且つ反
射波を受波する第2の超音波送受波手段と、第1の超音
波送受波手段が超音波を送波してから障害物で反射して
戻る反射波を受波するまでの時間間隔に基づいて障害物
までの距離を測定する第1の測定手段と、第2の超音波
送受波手段が超音波を送波してから障害物で反射して戻
る反射波を受波するまでの時間間隔に基づいて障害物ま
での距離を測定する第2の測定手段と、第1の測定手段
で測定した障害物までの距離が第1の閾値以下である場
合に運転者に音による警報を発する第1の警報手段と、
第2の測定手段で測定した障害物までの距離が第1の閾
値よりも大きい第2の閾値以下である場合に運転者に音
による警報を発する第2の警報手段とを備え、第2の測
定手段で測定した障害物までの距離が第1の閾値以下で
ある場合に第2の警報手段が発する音の周波数を可変す
ることを特徴とし、障害物が車体の略中央部に接近した
場合に第2の警報手段の発する音の周波数を変えること
で障害物の接近を運転者に判り易く知らせることができ
る。
【0008】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、少なくとも第2の測定手段が第2の超
音波送受波手段から出力される反射波信号を増幅する増
幅器を具備し、第2の測定手段で測定した障害物までの
距離が第1の閾値以下である場合に第2の測定手段が増
幅器の増幅度を低下させることを特徴とし、増幅器の増
幅度を低下させることで超音波を送波した後の残響が生
じる時間が短くなり、至近距離における障害物までの距
離測定の分解能を向上させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】(実施形態1)本実施形態のブロ
ック図を図1に、概略の構成図を図2に、使用状態を説
明する図を図3にそれぞれ示す。本実施形態は、自動車
の車体10の後部バンパにおける両角部に設けられ、超
音波を送波するとともに反射波を受波する送受波兼用型
の第1の超音波センサ1a,1bと、後部バンパの略中
央に設けられ、同じく超音波を送波するとともに反射波
を受波する送受波兼用型の第2の超音波センサ1cと、
音により運転者に警報を発する第1のブザー6a並びに
第2のブザー6bと、第1及び第2の超音波センサ1a
〜1cと第1及び第2のブザー6a,6bの動作を制御
する制御ユニット2とで構成される。制御ユニット2
は、駆動信号を出力して各超音波センサ1a〜1cから
超音波を送波させる送波信号回路部3と、各超音波セン
サ1a〜1cで受波した信号が入力される受波信号回路
部4と、受波信号回路部4で増幅・検波された信号から
障害物までの距離を測定する測定回路部5とをケース2
a内に収納して構成される。
【0010】そして、第1の超音波センサ1a,1bが
後部バンパの両角部に取り付けられて車体10の後部両
角部付近における障害物までの距離が検出されるととも
に、第2の超音波センサ1cが後部バンパの略中央部に
取り付けられて車体10後方の障害物までの距離が検出
される。また、制御ユニット2並びに第1及び第2のブ
ザー6a,6bは車室内に取り付けられており、第1及
び第2の超音波センサ1a〜1c、並びに第1及び第2
のブザー6a,6bと制御ユニット2とはハーネス7に
よって接続されている。
【0011】ここで、第1及び第2の超音波センサ1a
〜1cはホーンと超音波振動子とからなり、送波信号回
路部3から出力される送波信号を受けて超音波パルスを
送波するとともに、物体(障害物)で反射した反射波を
受波して受波信号回路部4に出力する。
【0012】送波信号回路部3は、制御ユニット2の動
作を開始させる基準信号を所定の時間間隔で発生する基
準信号発生回路31と、基準信号発生回路31から入力
された基準信号を受けて、一定時間の信号を発生するパ
ルス幅設定回路32と、パルス幅設定回路32から信号
が入力される間だけ、第1及び第2の超音波センサ1a
〜1cを駆動するための高周波信号を発生する発振回路
33と、発振回路33の発生した高周波信号を、第1及
び第2の超音波センサ1a〜1cを駆動するために必要
な電圧レベルの信号に増幅し、増幅された送波信号aを
第1及び第2の超音波センサ1a〜1cに出力するドラ
イバ34とで構成される。ここに、基準信号発生回路3
1の発生する基準信号によって、送波信号aを送波する
タイミングが決定され、パルス幅設定回路32の発生す
る信号の時間幅から送波信号aの時間幅が決定される。
【0013】受波信号回路部4は、第1及び第2の超音
波センサ1a〜1cで反射波を受波して得られる微弱な
受波信号を一定の電圧レベルにまでそれぞれ増幅する増
幅回路41a,41dと、各増幅回路41a,41bで
増幅された受波信号bに含まれる高周波成分をそれぞれ
除去する検波回路42a,42bとで構成される。
【0014】また測定回路部5は、検波回路42a,4
2bから一定のしきい値レベルを越える信号cが入力さ
れるか否かを判定するレベル検出回路52a,52b
と、基準信号発生回路31より基準信号が入力されてか
ら各レベル検出回路52a,52bでしきい値レベルを
超える信号cが入力されたことが検出されるまでの時間
間隔2txに基づいて第1及び第2の超音波センサ1a
〜1cから障害物までの距離をそれぞれ演算するととも
に求められた距離に応じて第1及び第2のブザー6a,
6bを駆動する間隔(オンデューティ)を各々決定する
第1及び第2の距離演算回路53a,53bと、第1並
びに第2のブザー6a,6bを鳴動させるための駆動信
号を発生するブザー用発振回路54a,54bと、ブザ
ー用発振回路54a,54bから出力される駆動信号を
それぞれ増幅して第1及び第2のブザー6a,6bを各
々鳴動させるブザー駆動回路55a,55bと、第1及
び第2の距離演算回路53a,53bで決定された間隔
でブザー駆動回路55a,55bをオンオフするブザー
用オンオフ回路56a,56bとで構成される。
【0015】ここで、各部の基本的な動作を図4を参照
して簡単に説明する。先ず、基準信号発生回路31が、
送波信号aを送信するタイミングをつくる基準信号を発
生すると、この基準信号を受けて、パルス幅設定回路3
2が一定の時間幅の信号を発生する。そして、パルス幅
設定回路32から信号が入力される間だけ、発振回路3
3は高周波信号を発生する。ドライバ34は、この高周
波信号を増幅した送波信号aを第1及び第2の超音波セ
ンサ1a〜1cに同時に印加し、各超音波センサ1a〜
1cから超音波パルスを同時に送波させる。
【0016】各超音波センサ1a〜1cでは、ドライバ
34から送波信号aが入力されると、超音波パルスを送
波し、送波と同時に受波を始める。ここで、第1又は第
2の超音波センサ1a〜1cが障害物に当たって反射し
た反射波を受波すると、超音波センサ1a〜1cの受波
した受波信号はそれぞれ増幅回路41a,41bによっ
て所定の信号レベルまで増幅され、増幅された受波信号
bがそれぞれ検波回路42a,42bに出力される。そ
して、検波回路42a,42bは、それぞれ受波信号b
に含まれる高周波成分を除去した信号cを対応するレベ
ル検出回路52a,52bに出力する。
【0017】そして、各レベル検出回路52a,52で
は、各検波回路42a,42bより入力される信号eが
所定のしきい値Vthを越えるか否かを検出し、その検
出結果を第1並びに第2の距離演算回路53a,53b
に出力する。
【0018】第1並びに第2の距離演算回路53a,5
3bでは、基準信号発生回路31より基準信号が入力さ
れてから、各レベル検出回路52a,52bでしきい値
Vthを超える信号eが入力されたことが検知されるま
での時間間隔2txに基づいて第1及び第2の超音波セ
ンサ1a〜1cから障害物までの距離x1,x2をそれ
ぞれ演算するとともに、求められた距離x1,x2に応
じて第1及び第2のブザー6a,6bを駆動する間隔を
各々決定する。この時、ブザー用オンオフ回路56a,
56bは、第1並びに第2の距離演算回路53a,53
bによって決定された間隔でブザー駆動回路55a,5
5bをオンオフし、ブザー駆動回路55a,55bがオ
ンされているときにブザー用発振回路54a,54bか
らの駆動信号を増幅して第1及び第2のブザー6a,6
bをそれぞれ鳴動させる。
【0019】ここで、図5に示すように第1の超音波セ
ンサ1a,1bの検知エリアA1,A2は障害物60を
検知可能な最大距離がxcであり、最大距離がxb1(>
xc)である第2の超音波センサ1cの検知エリアA3
よりも狭くなっている。
【0020】第1の距離演算回路53aでは、障害物が
検知エリアA1又はA2内に存在していれば、図6
(c)及び(d)に示すように障害物までの距離x1が
近いほど短い間隔で第1のブザー6aを鳴動して運転者
に警報を発する。これに対して第2の距離演算回路53
bでは、障害物が検知エリアA3内に存在している場
合、障害物までの距離x2がxb2<x2<xb1の範囲A
1である時に、図6(a)に示すような間隔で第2の
ブザー6bを鳴動させるとともに、障害物までの距離x
2がxc<x2<xb2の範囲A32である時に図6
(b)に示すように上記範囲A31における間隔よりも
短い間隔で第2のブザー6bを鳴動させる。さらに、第
2の距離演算回路53bでは障害物までの距離x2が第
1の超音波センサ1a,1bの検知エリアA1,A2に
略等しい範囲A33、つまり、障害物までの距離x2が
第1の超音波センサ1a,1bの最大検知距離xc以下
(x2≦xc)の範囲にまで接近した場合、ブザー用オ
ンオフ回路56bではなく、ブザー用オンオフ回路56
aに対して距離x2が短いほど鳴動の間隔を短く設定し
てブザー駆動回路55aにより第1のブザー6aを鳴動
させる。
【0021】すなわち、本実施形態においては、第2の
超音波センサ1cで測定した障害物までの距離x2が第
1の超音波センサ1a,1bの最大検知距離xcよりも
近くなったときに、第1のブザー6aを鳴動させること
で第1の超音波センサ1a,1bで障害物を検知した場
合と同じ内容の警報を発するようにしている。このた
め、障害物が車体10の略中央部に接近した場合も車体
10の角部に接近した場合と同様の警報を運転者に対し
て発することになり、障害物の接近を運転者に判り易く
知らせることができる。つまり、車体10の略中央部に
おける障害物の接近に応じた警報の分解能を、車体10
の角部における分解能に略一致させることができるとい
う利点がある。
【0022】(実施形態2)本実施形態のブロック図を
図7に示す。本実施形態は、第2の超音波センサ1cで
測定した障害物までの距離x2が第1の超音波センサ1
a,1bの最大検知距離xcよりも近くなったときに
(x2≦xc)、第2の距離演算回路53から制御信号
を出力してブザー用発振回路54bの発振周波数を変え
る点に特徴があり、これ以外の構成並びに動作は実施形
態1と共通である。したがって、共通する構成について
は同一の符号を付して説明を省略する。
【0023】第2の距離演算回路53bでは、障害物が
検知エリアA3における範囲A31又は範囲A32に存在
する場合には、実施形態1と同様に各範囲A31,A32
に対応した間隔で第2のブザー6bを鳴動させるととも
に、障害物が範囲A32にまで接近してくれば、制御信
号を出力してブザー用発振回路54bの発振周波数を高
く(又は低く)して第2のブザー6bの警報音を変化さ
せる。その結果、障害物が車体10の略中央部に接近し
た場合に第2のブザー6bの発する警報音の周波数を変
えることで障害物が第1の超音波センサ1a,1bの検
知エリアA1,A2程度の至近距離に接近したことを運
転者に判り易く知らせることができる。
【0024】(実施形態3)本実施形態のブロック図を
図8に示す。但し、本実施形態の基本的な構成並びに動
作は実施形態1と共通であるから、共通する部分には同
一の符号を付して説明を省略する。
【0025】ところで実施形態1,2においては、第2
の超音波センサ1cの最大検知距離xb1を第1の超音波
センサ1a,1bの最大検知距離xcよりも長くする必
要があるため、第2の超音波センサ1cの受波信号を増
幅する増幅回路41bの増幅度を、第1の超音波センサ
1a,1bの受波信号を増幅する増幅回路41aの増幅
度よりも大きくしている。このため、図9(b)に示す
ように第1の超音波センサ1a,1bから超音波を送波
した後に残響が残る時間t2に比べて、同図(a)に示
すように第2の超音波センサ1cから超音波を送波した
後に残響が残る時間t1が長くなり、t1−t2の時間
差の分だけ送波から受波へ切り替わるタイミングが遅れ
てしまい、上記時間差に対応する範囲が第2の超音波セ
ンサ1cの死角になってしまう。
【0026】そこで、本実施形態では、障害物が範囲A
2にまで接近した場合、第2の距離演算回路53bが
制御信号を出力して増幅回路41bの増幅度を低下させ
る。その結果、残響の残る時間を短くして死角を減らす
ことができ、至近距離における障害物までの距離測定の
分解能を向上させることができる。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明は、自動車の車体の角部
に設けられて超音波を送波し且つ反射波を受波する第1
の超音波送受波手段と、自動車の車体の略中央部に設け
られて超音波を送波し且つ反射波を受波する第2の超音
波送受波手段と、第1の超音波送受波手段が超音波を送
波してから障害物で反射して戻る反射波を受波するまで
の時間間隔に基づいて障害物までの距離を測定する第1
の測定手段と、第2の超音波送受波手段が超音波を送波
してから障害物で反射して戻る反射波を受波するまでの
時間間隔に基づいて障害物までの距離を測定する第2の
測定手段と、第1の測定手段で測定した障害物までの距
離が第1の閾値以下である場合に運転者に警報を発する
第1の警報手段と、第2の測定手段で測定した障害物ま
での距離が第1の閾値よりも大きい第2の閾値以下であ
る場合に運転者に警報を発する第2の警報手段とを備
え、第2の測定手段で測定した障害物までの距離が第1
の閾値以下である場合に第1の警報手段による警報と同
一内容の警報を発するので、障害物が車体の略中央部に
接近した場合も車体の角部に接近した場合と同様の警報
を発することになり、障害物の接近を運転者に判り易く
知らせることができるという効果がある。つまり、車体
の略中央部における障害物の接近に応じた警報の分解能
を、車体の角部における分解能に略一致させることがで
きるという効果がある。
【0028】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、第2の測定手段で測定した障害物までの距離が第1
の閾値以下である場合には第1の警報手段で警報を発す
るので、実施形態1の発明と同様の効果を奏する。
【0029】請求項3の発明は、自動車の車体の角部に
設けられて超音波を送波し且つ反射波を受波する第1の
超音波送受波手段と、自動車の車体の略中央部に設けら
れて超音波を送波し且つ反射波を受波する第2の超音波
送受波手段と、第1の超音波送受波手段が超音波を送波
してから障害物で反射して戻る反射波を受波するまでの
時間間隔に基づいて障害物までの距離を測定する第1の
測定手段と、第2の超音波送受波手段が超音波を送波し
てから障害物で反射して戻る反射波を受波するまでの時
間間隔に基づいて障害物までの距離を測定する第2の測
定手段と、第1の測定手段で測定した障害物までの距離
が第1の閾値以下である場合に運転者に音による警報を
発する第1の警報手段と、第2の測定手段で測定した障
害物までの距離が第1の閾値よりも大きい第2の閾値以
下である場合に運転者に音による警報を発する第2の警
報手段とを備え、第2の測定手段で測定した障害物まで
の距離が第1の閾値以下である場合に第2の警報手段が
発する音の周波数を可変するので、障害物が車体の略中
央部に接近した場合に第2の警報手段の発する音の周波
数を変えることで障害物の接近を運転者に判り易く知ら
せることができるという効果がある。
【0030】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3
の発明において、第2の測定手段が第2の超音波送受波
手段から超音波を送波させる駆動信号を増幅する増幅器
を具備し、第2の測定手段で測定した障害物までの距離
が第1の閾値以下である場合に第2の測定手段が増幅器
の増幅度を低下させるので、増幅器の増幅度を低下させ
ることで超音波を送波した後の残響が生じる時間が短く
なり、至近距離における障害物までの距離測定の分解能
を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1のブロック図である。
【図2】同上の概略構成図である。
【図3】同上の使用状態の説明図である。
【図4】同上の動作説明用の波形図である。
【図5】同上の検知エリアの説明図である。
【図6】同上の動作説明用の波形図である。
【図7】実施形態2のブロック図である。
【図8】実施形態3のブロック図である。
【図9】同上の動作説明用の波形図である。
【符号の説明】
1a,1b 第1の超音波センサ 1c 第2の超音波センサ 6a 第1のブザー 6b 第2のブザー 53a,53b 距離演算回路 54a,54b ブザー用発振回路 55a,55b ブザー駆動回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車の車体の角部に設けられて超音波
    を送波し且つ反射波を受波する第1の超音波送受波手段
    と、自動車の車体の略中央部に設けられて超音波を送波
    し且つ反射波を受波する第2の超音波送受波手段と、第
    1の超音波送受波手段が超音波を送波してから障害物で
    反射して戻る反射波を受波するまでの時間間隔に基づい
    て障害物までの距離を測定する第1の測定手段と、第2
    の超音波送受波手段が超音波を送波してから障害物で反
    射して戻る反射波を受波するまでの時間間隔に基づいて
    障害物までの距離を測定する第2の測定手段と、第1の
    測定手段で測定した障害物までの距離が第1の閾値以下
    である場合に運転者に警報を発する第1の警報手段と、
    第2の測定手段で測定した障害物までの距離が第1の閾
    値よりも大きい第2の閾値以下である場合に運転者に警
    報を発する第2の警報手段とを備え、第2の測定手段で
    測定した障害物までの距離が第1の閾値以下である場合
    に第1の警報手段による警報と同一内容の警報を発する
    ことを特徴とする自動車用障害物検知装置。
  2. 【請求項2】 第2の測定手段で測定した障害物までの
    距離が第1の閾値以下である場合には第1の警報手段で
    警報を発することを特徴とする請求項1記載の自動車用
    障害物検知装置。
  3. 【請求項3】 自動車の車体の角部に設けられて超音波
    を送波し且つ反射波を受波する第1の超音波送受波手段
    と、自動車の車体の略中央部に設けられて超音波を送波
    し且つ反射波を受波する第2の超音波送受波手段と、第
    1の超音波送受波手段が超音波を送波してから障害物で
    反射して戻る反射波を受波するまでの時間間隔に基づい
    て障害物までの距離を測定する第1の測定手段と、第2
    の超音波送受波手段が超音波を送波してから障害物で反
    射して戻る反射波を受波するまでの時間間隔に基づいて
    障害物までの距離を測定する第2の測定手段と、第1の
    測定手段で測定した障害物までの距離が第1の閾値以下
    である場合に運転者に音による警報を発する第1の警報
    手段と、第2の測定手段で測定した障害物までの距離が
    第1の閾値よりも大きい第2の閾値以下である場合に運
    転者に音による警報を発する第2の警報手段とを備え、
    第2の測定手段で測定した障害物までの距離が第1の閾
    値以下である場合に第2の警報手段が発する音の周波数
    を可変することを特徴とする自動車用障害物検知装置。
  4. 【請求項4】 少なくとも第2の測定手段が第2の超音
    波送受波手段から出力される反射波信号を増幅する増幅
    器を具備し、第2の測定手段で測定した障害物までの距
    離が第1の閾値以下である場合に第2の測定手段が増幅
    器の増幅度を低下させることを特徴とする請求項1又は
    2又は3記載の自動車用障害物検知装置。
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