JP2004093292A - 障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物検知用の電波を送受信する送受信部に異物が付着した場合、その異物を短時間の内に確実に除去できるようにした障害物検知装置を提供する。
【解決手段】障害物検知用の電波を送受信する送受信部１と、この送受信部１で送受信される信号に基づいて障害物までの距離を算出する距離演算器２と、この距離演算器２で演算された距離が予め設定された基準値よりも短い場合には送受信部１近傍に異物が付着しているものと判断して異常発生信号を出力する異常検出部３とを備えるとともに、この異常検出部３の異常検出に応じて異物を機械的に除去する機械的異物除去手段５が設けられている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波を用いて周囲に存在する車両や人間などの障害物を検知する障害物検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動走行用の車両等においては、車両や人間などの障害物の有無を検知するための障害物検知装置が装備される。従来、この種の障害物検知装置は、障害物検知用の電波を送受信する送受信部を備えており、この送受信部は、送受信回路、アンテナ、およびアンテナの前面に配置されたレドームにより構成されている。レドームは、アンテナを保護しつつ電波を良好に透過するように所定の機械的強度を有するプラスチックなどの樹脂で形成されている。
【０００３】
ところで、たとえば降雪地域で車両を走行する際には、レドームの表面には雪や泥、水滴などの異物がしばしば付着することがある。レドームの表面にこのような異物が付着すると、電波の透過が不良になって検知性能が劣化し、障害物が良好に検知できなくなるといった不具合を生じる。
【０００４】
そこで、従来技術では、たとえば特開２００２−６２３５２号公報等に開示されているように、送受信部で送受信される電波強度の減衰の程度に応じて異物がレドームの表面に付着しているか否かを判断し、異物が付着している場合にはこれを除去するようにした技術が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、異物がレドームの表面に付着していると判断された場合には、ヘッドライトの熱や伝熱線の発熱によって異物を除去しようとしている。しかし、発熱によって異物を除去する場合には、異物を除去するまでに時間がかかり短時間の除去が難しい。しかも、異物が雪や雨水であれば除去が可能であるものの、泥が付着しているような場合には、発熱によって乾燥固化してしまいかえって異物の除去が困難になる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、障害物検知用の電波を送受信する送受信部に異物が付着した場合に、その異物を短時間の内に確実に除去できるようにした障害物検知装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、障害物検知用の電波を送受信する送受信部と、この送受信部で送受信される信号に基づいて障害物までの距離を算出する距離演算器と、この距離演算器で演算された距離が予め設定された基準値よりも短い場合には前記送受信部近傍に異物が付着しているものと判断して異常発生信号を出力する異常検出部とを備えた障害物検知装置において、次の構成を採用している。
【０００８】
すなわち、請求項１記載の発明に係る障害物検知装置は、前記異常検出部による異常検出に応じて前記異物を機械的に除去する機械的異物除去手段を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る障害物検知装置は、請求項１記載の発明の構成において、前記機械的異物除去手段は、前記送受信部を構成するレドームを覆うフィルムを交換するフィルム交換機構部と、前記レドームの上の異物を拭き取る拭取機構部の少なくとも一方からなることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る障害物検知装置は、請求項１記載の発明の構成において、前記機械的異物除去手段は、前記送受信部を構成するレドームに付着した異物を風力で吹き飛ばすファンからなることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明に係る障害物検知装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明の構成において、前記異常検出部から出力される異常発生信号の出力時間を計測し、異常発生信号の出力期間が予め設定されたしきい値以上の場合にはシステムをオフにする通信中止手段を備えることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態における障害物検知装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１４】
この実施の形態の障害物検知装置は、障害物検知用の電波を送受信する送受信部１と、この送受信部１で送受信される信号に基づいて障害物までの距離を算出する距離演算器２と、この距離演算器２で演算された距離が予め設定された基準値よりも短い場合には送受信部１近傍に異物が付着しているものと判断して異常発生信号を出力する異常検出部３と、この異常検出部３からの異常発生信号に応じて外部に異常発生を報知する異常状態報知部４とを備えるとともに、さらに、異常検出部３からの異常発生信号に応じて異物を機械的に除去する機械的異物除去手段５が設けられている。
【００１５】
上記の送受信部１は、送受信回路７、アンテナ８、およびアンテナ８の前面に配置されたレドーム９により構成されている。レドーム９は、アンテナ８を保護しつつ電波を良好に透過するように所定の機械的強度を有するプラスチックなどの樹脂で形成されている。
【００１６】
また、異常状態報知部４としては、異常検出部３からの異常発生信号に応じて音を発するブザーや、光を発するランプや、あるいは警告表示を行うＬＣＤ等の表示器などが適用される。
【００１７】
さらに、機械的異物除去手段５は、図２に示すように、たとえば、送受信部１を構成するレドーム９を覆うフィルム１１を交換するフィルム交換機構部で構成される。このフィルム交換機構部は、異常検出部３によってレドーム９に異物が付着していることが検出された場合には、フィルム１１がスライドしてレドーム９の上面に汚れのない新たなフィルム１１が設置される構成であり、これによって障害物が確実に検知できるようになっている。
【００１８】
上記の機械的異物除去手段としては、その他に、レドーム９の上の異物を拭き取るワイパー１２などの拭取機構部で構成することもできる。さらに、フィルム交換機構部と拭取機構部とを組み合わせた構成とすることができる。さらに、機械的異物除去手段としては、図３に示すように、レドーム９に付着した異物を風力で吹き飛ばすファン１３で構成することも可能である。すなわち、このファン１３は、送受信部１で電波を送受信する際に障害にならないように送受信部１の横側あるいは斜め方向に配置される。
【００１９】
上記構成の障害物検知装置において、送受信回路７で生成された電波はアンテナ８からレドーム９を通過して外部に送信される。図外の障害物から反射した電波は再びレドーム９を通過してアンテナ８で受信されて送受信回路７に入力される。
【００２０】
距離演算器２は、送受信回路７における電波の送信タイミングから受信タイミングまでの時間差から障害物までの距離を算出する。異常検出部３は、距離演算器２で演算された距離が予め設定された基準値よりも短い場合にはレドーム９の表面に異物が付着しているものと判断して異常発生信号を出力する。
【００２１】
異常状態報知部４は、異常検出部３からの異常発生信号に応じて外部に障害物が正しく検知できない状態になっている旨を報知する。また、これに並行して、機械的異物除去手段５がフィルム交換機構部で構成される場合には、フィルム１２がスライドしてレドーム９の上面に汚れのない新たなフィルムを設置する。また、機械的異物除去手段５が拭取機構部で構成される場合には、レドームの上に付着した異物をワイパーなどで拭き取って取り除く。機械的異物除去手段５がファン１３で構成される場合には、このファン１３によってレドーム９の上に付着した異物を風力で吹き飛ばして取り除く。
【００２２】
このように、レドーム９に異物が付着したような場合には、機械的異物除去手段５によって異物が強制的に取り除かれるため、異物が雪や雨水あるいは泥のようなものであっても、短時間の内にかつ確実に除去されることになる。したがって、良好な電波の送受信状態に復帰することができ、障害物を確実に検知できるようになる。
【００２３】
上記構成の障害物検知装置では、機械的異物除去手段５によってレドーム９表面に付着した異物を除去するようにしているが、異物の種類によっては機械的異物除去手段５によって取り除けない場合も想定される。このような場合に、システムをそのまま継続して動作状態にしておくのは、障害物の検知感度が低下した状態のまま放置することになるため、適切でない。
【００２４】
そこで、図４に示す障害物検知装置では、図１に示した構成に加えて、さらに通信中止手段としての異常状態継続時間計測部１５を設け、異常検出部３から出力される異常発生信号の出力時間を計測し、異常発生信号の出力期間が予め設定されたしきい値以上の場合にはシステムを強制的にオフにするようにしている。
【００２５】
また、この場合、システムオフ信号を次のように利用することもできる。すなわち、システムオフ信号が発生したら、このシステムオフ信号に自動走行車両の識別子を付加して、本装置が搭載されている自動走行車両から無線で、高速道路等の走行路に沿って所定距離ごとに設置されている無線器を介し、いわゆるＡＣＣ（オートクルーズコントロール）システムの通信管理センターに送信されるようになしてもよい。
【００２６】
そうすることで、前記システムオフ信号を受信した通信管理センターでは、受信したシステムオフ信号に付加された識別子を読み取り、どの自動走行車両が本装置をシステム停止させているのかを自動認識することができる。このようにすれば、通信管理センター側で、本装置をシステム停止させている自動走行車両を知り得るのため、ＪＡＦ等に自動通報するようにしておくことによって、修理の手配が簡便となる。
【００２７】
また、修理の自動手配をかけないにしても、レドームをきれいにできない自動走行車両は、本装置が復帰するまでは事故を起こす危険性が高まるので、この自動走行車両の周囲を走行する他の自動走行車両に対して、通信管理センターからどの自動走行車両が要注意であるかを無線にて伝え教えることが可能となる。そして、危険信号を受信した自動走行車両では、本装置が停止しているが故に危険性のある自動走行車両から遠ざかるように、走行速度を自動減速或いは自動加速するように制御されるようになすことも可能である。
【００２８】
図５は、ＦＭ−ＣＷ方式の電波によって障害物を検知する障害物検知装置の構成を示すブロック図である。
【００２９】
この障害物検知装置では、ＦＭ変調器２１で変調信号を発振器２２に送り、これに応じて発振器２２からはＦＭ変調された信号を出力する。この送信信号は、送信アンテナ２３からレドーム９を通過して外部に送信される。
【００３０】
障害物等から反射された信号はレドーム９を通して受信アンテナ２４で受信され、その受信信号はミキサ２５で送信信号の一部とミキシングされる。ミキサ２５の出力は周波数計測器２６に入力されるので、周波数計測器２６は、両信号をミキシングして得られるビート信号の周波数を計測する。
【００３１】
距離演算器２は、このビート信号の周波数から障害物までの距離を算出する。異常検出部３は、距離演算器２で演算された距離が予め設定された基準値よりも短い場合にはレドーム９の表面に異物が付着しているものと判断して異常発生信号を出力する。異常状態報知部４は、異常検出部３からの異常発生信号に応じて外部に障害物が正しく検知できない状態になっている旨を報知する。また、これに並行して、機械的異物除去手段５は、レドーム９に付着している異物を取り除く。
【００３２】
このように、図５に示した構成の障害物検知装置においても、レドーム９に異物が付着したような場合には、機械的異物除去手段５によって異物を取り除くため、異物が雪や雨水あるいは泥のようなものであっても、短時間の内にかつ確実に除去されることになる。このため、良好な電波の透過状態に復帰することができ、障害物を確実に検知できるようになる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係る障害物検知装置によれば、異常検出部によって異物が付着するなどの異常が検出された場合には、これに応じて機械的異物除去手段によって異物が強制的に取り除かれる。そのため、異物が雪や雨水あるいは泥のようなものであっても、短時間の内にかつ確実に除去されることになる。したがって、良好な電波の送受信状態に復帰することができ、障害物を確実に検知できるようになる。
【００３４】
請求項２および請求項３記載の発明に係る障害物検知装置によれば、機械的異物除去手段が、送受信部を構成するレドームを覆うフィルムを交換するフィルム交換機構部と、前記レドームの上の異物を拭き取る拭取機構部の少なくとも一方からなるか、または、同レドームに付着した異物を風力で吹き飛ばすファンからなるので、簡単な構成でありながら、異物を確実に除くことができる。
【００３５】
請求項４記載の発明に係る障害物検知装置によれば、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、通信中止手段は、異常検出部から出力される異常発生信号の出力期間が予め設定されたしきい値以上の場合にはシステムをオフにするので、障害物の検知感度が低下した状態のままで放置されるといった不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における障害物検知装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の障害物検知装置に設けた機械的異物除去手段の一例を示す構成図である。
【図３】図１の障害物検知装置に設けた機械的異物除去手段の他の一例を示す構成図である。
【図４】図１に示した障害物検知装置の変形例を示すブロック図である。
【図５】ＦＭ−ＣＷ方式の電波によって障害物を検知する障害物検知装置の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　送受信部
２　　距離演算器
３　　異常検出部
４　　異常状態報知部
５　　機械的異物除去手段
１１　フィルム
１２　ワイパー
１３　ファン
１５　異常状態継続時間計測部（通信中止手段）

Claims (4)

1. 障害物検知用の電波を送受信する送受信部と、この送受信部で送受信される信号に基づいて障害物までの距離を算出する距離演算器と、この距離演算器で演算された距離が予め設定された基準値よりも短い場合には前記送受信部近傍に異物が付着しているものと判断して異常発生信号を出力する異常検出部とを備えた障害物検知装置において、
   前記異常検出部による異常検出に応じて前記異物を機械的に除去する機械的異物除去手段を備えることを特徴とする障害物検知装置。
2. 前記機械的異物除去手段は、前記送受信部を構成するレドームを覆うフィルムを交換するフィルム交換機構部と、前記レドームの上の異物を拭き取る拭取機構部の少なくとも一方からなることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
3. 前記機械的異物除去手段は、前記送受信部を構成するレドームに付着した異物を風力で吹き飛ばすファンからなることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
4. 前記異常検出部から出力される異常発生信号の出力時間を計測し、異常発生信号の出力期間が予め設定されたしきい値以上の場合にはシステムをオフにする通信中止手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の障害物検知装置。

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