JP2005297651A - 車両用障害物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 超音波センサと赤外線センサを併用することにより障害物及び動体物の検出を確実に行い、さらに障害物等の検出に同期して警報音と映像カメラを立ち上がらせることにより、運転者の注意の喚起と障害物等の確認を容易に行なうことのできる車両用障害物検知装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 赤外線センサが動体物を検知したとき又は超音波センサが障害物を検知したときに警報信号を生成する警報信号発生回路と、警報信号発生回路が生成する警報信号によって異なった警報音を発する警報音発生手段と、車両の運転席周辺に設けられ、映像カメラによって撮影された映像を表示するモニター装置とを有して構成され、警報信号発生回路が生成する警報信号によって映像カメラ及びモニター装置を作動させ、警報音の生成と同期してモニター装置には動体物又は障害物周辺の映像を表示するように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は赤外線センサ、超音波センサ、映像カメラ等の非接触センサにより、車両走行の障害となる動体物又は障害物を検知して車両走行の安全を確保する車両用障害物検出装置に関する。

近年、赤外線センサ、超音波センサ等の非接触センサ及びこれらを併用した障害物検知システムが種々実用化され、車両走行の安全性をより高くするため車両に搭載する例が多い。特に超音波センサは天候環境に左右されず、視覚環境に適しており、低い音速を使用するため短距離の測定及び目標検出で最適な性能を与えるため、各種のシステムに応用されている。

図４に超音波センサの適用例を示す。車両１０の前部に搭載された超音波センサ２の送信部から放射された超音波が障害物２１（人体等も含む）にあたると反射され、その反射波は再び車両１０の前部に搭載された超音波センサ２の受信部によって受信される。受信部では受信して得た信号を距離設定回路と判別回路を含む警報信号発生回路６に送る。警報信号発生回路６では受信信号から警報信号を生成して警報音発生回路７１に搬送し、出力される音声信号によってスピーカ７２から警報音を出す。なお、警報信号発生回路６では障害物までの距離も算出する。

現実に具体化される車両用障害物検出装置では、超音波センサを単独で使用する例は少なく、他のセンサ又は映像カメラとの併用が行なわれている。以下に示す特許文献１には、超音波センサと赤外線センサとを併用した人体検出装置が開示されている。この人体検出装置では赤外線センサを人体の移動を検出する装置として使用し、超音波センサを動かない障害物の検出と障害物までの距離の算出に使用している。特許文献１は人が検知範囲に物等の障害物を置くと人体検出装置が常に人体を検出している状態となる等の欠点を自動的に是正して、人体と障害物とを確実に区別して検出する人体検出装置を提供するものである。

一方、特許文献２には超音波センサと映像カメラ及びモニターとを併用した障害物検出装置が開示されている。この障害物検出装置では映像カメラとモニターを運転者が車両を後退させるときに周囲環境を確認する装置として使用し、超音波センサを車両後部のブラインド領域にある対象物を検出する装置として使用している。特許文献２は車両後退時に運転者を案内し、検出領域内の障害物を運転者に対して警告する車両用障害物検出装置を提供している。

特開平０９−１２７２５１ 特表平１１−５０９１５３

しかしながら、超音波センサのみでは人体と障害物とを区別して判断することが難しい点に鑑み、特許文献１の人体検出装置では超音波センサと赤外線センサを併用して人体を障害物から区別して検知し、警報音によって運転者に人体の存在を知らせているが、この人体検出装置では運転者の視覚には訴えておらず、発明の要旨は人体検出装置が障害物を人体として検出した時のリセット操作を不要とし、検知機能の回復を自動で行なう点にある。

特許文献２では、運転者が車両を後退させるときに周囲環境を確認する手段として映像カメラ及びモニターを使用しているが、映像カメラによる画像のみであると夜間の視界が不十分であり、またモニター画面は常にオン状態でなければならない。さらに超音波センサのみによって障害物の検出を行なう場合には、人体のような移動する不定形状の目的物を検出できない場合とか、あるいは送信機と受信機間のクロストークのため、短い距離での検出ができないなど、エリアカバレージが不十分な面がある。

本願発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、超音波センサと赤外線センサを併用することにより障害物及び人体を含む動体物（以下、単に障害物等という）の検出を確実に行い、さらに障害物等の検出に同期して警報音と映像カメラを立ち上がらせることにより、運転者の注意の喚起と障害物等の確認を容易に行なうことのできる車両用障害物検出装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本願発明にかかる車両用障害物検出装置では動体物の放射する遠赤外線を検知する赤外線センサと、超音波を発信し、その反射波を受信するまでの時間により障害物を検知する超音波センサと、障害物の周囲の状況を撮影する映像カメラとから構成されるセンサユニットとを車両の後方または後方及び前方に取り付けることを前提とする。

さらに、赤外線センサが動体物を検知したとき又は超音波センサが障害物を検知したときに警報信号を生成する警報信号発生回路と、警報信号発生回路が生成する警報信号によって警報音を発する警報音発生手段と、車両の運転席周辺に設けられ、映像カメラによって撮影された映像を表示するモニター装置とを有して構成されている。

本願発明にかかる車両用障害物検出装置では、警報信号発生回路が生成する警報信号によって映像カメラ及びモニター装置を作動させ、警報音の生成と同期してモニター装置には動体物又は障害物周辺の映像を表示するように構成する。

本願発明の車両用障害物検出装置では、車両の後方に複数のセンサユニットを配置することが好ましい。複数のセンサユニットが配置された車両用障害物検出装置では、複数のセンサユニットが同時期に動体物又は障害物を検知した場合に、それぞれの警報信号発生回路が生成する警報信号によってそれぞれの映像カメラを作動させ、それぞれの映像カメラによって撮影された映像を交互にモニター装置に表示するように構成する。

さらに本願発明の車両用障害物検出装置では、赤外線センサが動体物を検知したときに警報信号発生回路が生成する警報信号と、超音波センサが障害物または動体物を検知したときに警報信号発生回路が生成する警報信号とを区別し、それにより警報音発生手段が異なった警報音を生成するように構成することができる。上記手段によれば、以下のような作用効果が得られる。

請求項１に記載の車両用障害物検出装置では、超音波センサと赤外線センサとを併用しているので動体物であっても構築物のような障害物であっても確実に検出することができる。さらに動体物又は障害物の検出に同期して警報音を鳴らし、映像カメラを立ち上がらせて障害物等の周辺の状況を表示させることにしているので、従来技術に比較して省電力化を図ることができる。加えて運転者の注意の喚起と障害物の確認を容易に行なうことのできるように構成しているので、運転者の判断力・注意力の向上に顕著な効果を得ることができる。

請求項２に記載の車両用障害物検出装置のように、車両の後方、または前方及び後方に複数のセンサユニットを配置すれば、障害物を検知すべきエリアを広げることができる。例えば、車両の比較的近辺は赤外線センサが確実に検知し、比較的遠方を超音波センサで検知できるので検出漏れが少なくなる。

請求項３に記載の車両用障害物検出装置のように、赤外線センサが動体物を検知したときの警報信号と超音波センサが障害物を検知したときの警報信号とを区別すれば、運転者の判断力をさらに向上させる音声情報を運転者に提供することが可能となる。

以下、本発明にかかる車両用障害物検出装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は車両用障害物検出装置の構成を示すブロック図である。なお，図中、図４と同じ機能を有する部分には同じ番号を付している。この車両用障害物検出装置はセンサユニット１、警報信号発生回路５，６、警報音発生回路７１とスピーカ７２からなる警報音発生装置７、映像を表示するモニター装置８を有して構成されている。

センサユニット１は超音波センサ２、赤外線センサ３、映像カメラ４及び必要な制御回路（図示しない）とが一つのハウジングに納められ一体化して構成されている。超音波センサ２には基本超音波信号の送受信回路が含まれており、送信機により超音波信号が送信され、反射波が受信機により受信されると音速に基づく障害物２１の存在と距離が判断される。なお、車両１０の電源から電力が供給される。

赤外線センサ３には強誘電体や半導体の温度変化によって分極電荷を生じる焦電型赤外線センサを利用することができる。赤外線センサ３により体温を有する動体物３１から放射される遠赤外線を検知し、非接触で動体物３１の存在を確認する。映像カメラ４としてはビデオカメラあるいはＣＣＤカメラ等を利用するのが最適である。映像カメラ４で撮影された映像はモニター装置８に搬送される。モニター装置８は車両内部のインスツルメント・パネル上又はダッシュボード上に備え付けられている。

超音波センサ２及び赤外線センサ３の検知信号はそれぞれ警報信号発生回路５，６に伝送される。警報信号発生回路５，６には検知信号によって障害物２１か又は動体物３１かを判別する判別回路が含まれるほか、超音波センサ２に接続する警報信号発生回路６には障害物２１までの距離の設定又は測定を行なう計測回路が含まれている。

警報信号発生回路５，６が動体物３１又は障害物２１を検知したと判定した場合には視覚的、聴覚的警報を発生させるためのトリガ信号が生成される。このトリガ信号は警報音発生回路７１及び映像カメラ４の制御回路に伝送され、これにより警報音発生回路７１が作動し、映像カメラ４が駆動し始める。

トリガ信号は警報信号発生回路５，６が動体物３１を検知した場合と障害物２１を検知した場合とで異なった信号が生成され、それに対応して警報音発生回路７１では異なった警報音が生成される。なお、警報音はスピーカ７２を媒体として運転者に伝達されるため、スピーカ７２も運転席のダッシュボード近辺に設置される。

以下に、上記した車両用障害物検出装置の本実施例における作動を説明する。センサユニット１に納められた超音波センサ２の送信機から発信された超音波が障害物２１にあたって戻ってきた反射波を超音波センサ２の受信機で受信する。受信した信号は警報信号発生回路６に送られ、警報信号発生回路６に設けられた距離の測定回路によって対象物までの距離が測定される。この測定距離により予め設定された距離内に障害物２１があるか否かが判別され、危険領域に障害物２１を検出した場合には警報信号が生成される。

同様に、赤外線センサ３ではセンサ前方の予め設定された近距離内に存在する人間等の動体物３１から放射される遠赤外線をセンサユニット１内の赤外線センサ３の受信部で受光し、電気信号に変換して警報信号発生回路５に送り、警報信号発生回路５に設けられた判別回路（図示しない）により危険領域内に動体物３１がいるか否かを判別する。動体物３１の存在を検出した場合には警報信号が生成される。

警報信号は警報音発生装置７の警報音発生回路７１送られて、警報音発生回路７１で作成された音声信号を使用してスピーカ７２から警報音が発せられる。このとき、警報信号発生回路５，６のいずれの警報信号かによって警報音発生回路７１が異なった音声信号を作成する。これによりスピーカ７２は障害物２１を検出した場合と動体物３１を検出した場合によって異なった警報音を鳴らし、運転者により多くの情報を与えることができる。

警報信号は警報音発生回路７１に送られると同時にセンサユニット１内の映像カメラ４を作動させ、発生した映像信号をモニター装置８に伝送し、検知した障害物２１又は動体物３１周辺の景色を画面に表示する。運転者は警報音によって注意が喚起されるだけでなく、動体物３１か障害物２１かを即座に判断でき、またモニター装置８によってその周辺状況を正確に把握することができる。

図２は本願発明に係る車両用障害物検出装置の構成要素であるセンサユニット１の取り付け位置を示す説明図である。（ａ）は車両１０の側面図であり、（ｂ）は車両１０の背面図である。この実施例では車両１０の前面に１つ、背面に２つのセンサユニット１を設けた場合を示している。なお、センサユニット１の取り付け位置は上記実施例に限定するものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更が可能である。

また特に車両１０の後方に複数のセンサユニット１を配置すると障害物２１の検出能力を向上させることができる。図３は車両後方の二つのテールランプ近くに、それぞれセンサユニット１を配置した場合の説明図である。斜線を付した部分が障害物２１又は動体物３１の検出範囲であり、センサユニット１が一つの場合よりその検出範囲が拡張することがわかる。

また、図３中、Ａの位置に障害物２１がある場合には、左右のセンサユニット１の両方が障害物２１を検出することになる。あるいは車両前方と車両後方の両方で障害物２１又は動体物３１を検出する場合がある。このような場合のために映像カメラ４とモニター装置８の間に切換回路９を設けておき、それぞれの映像カメラ４が撮影した映像を交互にモニター装置８に表示するように構成することができる。なお画面を分割して表示することも可能である。以上説明したように、本願発明によれば省電力で、より運転者の注意力を喚起することのできる車両用障害物検出装置を提供することができる。

本願発明に係る車両用障害物検出装置の構成を示すブロック図である。 車両用障害物検出装置の構成要素であるセンサユニットの取り付け位置を示す説明図である。 車両後方のテールランプ近くに、それぞれセンサユニットを配置した場合の障害物検出領域を示す説明図である。 超音波センサの適用例を示す従来図である。

符号の説明

１ センサユニット
２ 超音波センサ
３ 赤外線センサ
４ 映像カメラ
５，６ 警報信号発生回路
７ 警報音発生装置
８ モニター装置
９ 切換回路
１０ 車両
２１ 障害物
３１ 動体物
７１ 警報音発生回路
７２ スピーカ

Claims (3)

1. 車両の後方または後方及び前方に、障害物又は動体物があることを警報音及び映像で報知する車両用障害物検出装置であって、
   動体物の放射する赤外線を検知する赤外線センサと、超音波信号を発信し、その反射波を受信するまでの時間により障害物及び動体物を検知する超音波センサと、前記動体物及び前記障害物の周囲の状況を撮影する映像カメラとから構成されるセンサユニットと、
   前記赤外線センサが動体物を検知したとき又は前記超音波センサが障害物及び動体物を検知したときに警報信号を生成する警報信号発生回路と、
   前記警報信号発生回路が生成した警報信号によって警報音を発する警報音発生手段と
   前記車両の運転席周辺に設けられ、前記映像カメラによって撮影された映像を表示するモニター装置とからなり、
   前記警報信号発生回路が生成する警報信号によって前記映像カメラを作動させ、前記警報音と同時に前記モニター装置に前記動体物又は障害物の周辺の映像を表示する車両用障害物検出装置。
2. 複数の前記センサユニットが配置された請求項１に記載の車両用障害物検出装置であって、
   複数の前記センサユニットが同時期に動体物又は障害物を検知した場合には、それぞれの前記警報信号発生回路が生成する警報信号によってそれぞれの前記映像カメラを駆動し、前記映像カメラによって撮影された映像を交互に、前記モニター装置に表示することを特徴とする車両用障害物検出装置。
3. 前記赤外線センサが動体物を検知したときに前記警報音発生手段が発する警報音と前記超音波センサが障害物または動体物を検知したときに前記警報音発生手段が発する警報音とを区別したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用障害物検出装置。

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