JP2007322224A - Obstacle detector and position specifying method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用の障害物検出装置に関し、特に、反射波のばらつきによる影響を低減することにより、障害物の位置を精度良く検出できる障害物検出装置と該障害物検出装置に用いて好適な位置特定方法に関する。 The present invention relates to an obstacle detection device for a vehicle, and is particularly suitable for use in an obstacle detection device capable of accurately detecting the position of an obstacle by reducing the influence of variations in reflected waves and the obstacle detection device. The present invention relates to a location method.
従来から、車両用の障害物検出装置が種々考案されている。これらの障害物検出装置のなかには、複数の障害物で反射された反射波をそれぞれ受信する場合にも、各障害物の位置をそれぞれ検出できるものがある。(例えば、特許文献1参照)
特許文献1に開示された障害物検出装置は、障害物の反射率に応じて受信波の振幅が異なることや、障害物の移動速度に応じてドップラーシフトが発生し受信波の周波数が変動すること等に着目し、同じ障害物で反射された反射波の組合せを求めている。 In the obstacle detection device disclosed in Patent Document 1, the amplitude of the received wave differs according to the reflectance of the obstacle, or the Doppler shift occurs according to the moving speed of the obstacle, and the frequency of the received wave varies. Focusing on this, the combination of reflected waves reflected by the same obstacle is obtained.
特許文献1に開示された障害物検出装置は、上述したように受信波の振幅や受信波の周波数変動を利用して、同じ障害物で反射された反射波の組合せを求めることを特徴としているが、以下のような課題がある。
この従来の障害物検出装置では、送信波として電波レーダを用いており、その反射波の受信波形の振幅や周波数等を得ている。
しかしながら、電波レーダには、指向性等の問題があるため、角度によって受信部(センサ)の受信感度に違いが生じてしまう。また、その外にも、外乱ノイズの影響や障害物が人体のような複数の反射面を有する場合には、同じ障害物からの反射波であっても、受信波形にばらつきが生じてしまう。
このような受信波形のばらつきは、反射波の受信時刻(立ち上がりタイミング)のばらつきの原因となるため、その後の三角測量による座標計算にも悪影響を与えることになる。また、受信波形のばらつきにより振幅等が異なると、同じ障害物からの反射波であっても、別の障害物からの反射波と誤認してしまい、最終的に各障害物の位置の精度が低下してしまうことになる。
The obstacle detection device disclosed in Patent Document 1 is characterized in that, as described above, the combination of reflected waves reflected by the same obstacle is obtained using the amplitude of the received wave and the frequency variation of the received wave. However, there are the following problems.
In this conventional obstacle detection device, a radio wave radar is used as a transmission wave, and the amplitude and frequency of the reception waveform of the reflected wave are obtained.
However, since the radio wave radar has a problem such as directivity, the reception sensitivity of the receiving unit (sensor) varies depending on the angle. In addition, if the influence of disturbance noise or the obstacle has a plurality of reflection surfaces such as a human body, the received waveform varies even if the reflected wave is from the same obstacle.
Such variations in the received waveform cause variations in the reception time (rise timing) of the reflected wave, and thus adversely affect coordinate calculation by subsequent triangulation. Also, if the amplitude etc. differ due to variations in the received waveform, even the reflected wave from the same obstacle will be mistaken as a reflected wave from another obstacle, and the accuracy of the position of each obstacle will eventually be It will fall.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、反射波のばらつきによる影響を低減することにより、障害物の位置を精度良く検出可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to detect the position of an obstacle with high accuracy by reducing the influence of variations in reflected waves.
上記目的を達成するため、この発明の第1の観点に係る障害物検出装置は、
超音波を測定タイミング毎に送信する送信手段と、
前記送信手段により送信された超音波の反射波を異なる位置にてそれぞれ受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した各反射波に基づいて各反射波に対応する包絡線波を得る包絡線波取得手段と、
得られた前記包絡線波から、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測する推測手段と、
前記推測手段が推測した各立ち上がり時刻のうちから、前回の測定タイミングで推測された立ち上がり時刻と所定の関係を満たす立ち上がり時刻を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された立ち上がり時刻を、複数の測定回数分保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された立ち上がり時刻を平均化する平均化手段と、
前記平均化手段により平均化された立ち上がり時刻に基づいて、障害物の位置を特定する位置特定手段と、
を備える、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an obstacle detection apparatus according to the first aspect of the present invention provides:
A transmission means for transmitting ultrasonic waves at every measurement timing;
Receiving means for receiving reflected ultrasonic waves transmitted by the transmitting means at different positions;
An envelope wave acquiring means for obtaining an envelope wave corresponding to each reflected wave based on each reflected wave received by the receiving means;
From the obtained envelope wave, estimation means for estimating the rising time of each envelope wave,
From each rise time estimated by the estimation means, an extraction means for extracting a rise time that satisfies a predetermined relationship with the rise time estimated at the previous measurement timing;
Holding means for holding the rising time extracted by the extracting means for a plurality of measurement times;
Averaging means for averaging rise times held in the holding means;
Position specifying means for specifying the position of an obstacle based on the rise time averaged by the averaging means;
It is characterized by comprising.
例えば、前記抽出手段は、前回の測定タイミングで推測された立ち上がり時刻を基準として、差分が所定値以内のものを、前記推測手段が推測した各立ち上がり時刻から抽出する。 For example, the extraction unit extracts a difference within a predetermined value from each rise time estimated by the estimation unit with reference to the rise time estimated at the previous measurement timing.
例えば、前記抽出手段は、前記推測手段が推測した各立ち上がり時刻のうちから、包絡線波の頂点の高さが大きいものから優先して、所定の関係を満たす立ち上がり時刻を抽出する。 For example, the extracting unit extracts a rising time satisfying a predetermined relationship from the rising times estimated by the estimating unit in preference to the one having the highest peak of the envelope wave.
例えば、前記包絡線波取得手段は、前記受信手段が受信した各反射波をそれぞれ整流する検波手段と、前記検波手段が整流した各反射波形をそれぞれ積分し、各反射波に対応する包絡線波をそれぞれサンプリングするサンプリング手段と、を有し、
前記推測手段は、前記サンプリング手段がサンプリングした各包絡線波の頂点を判別して、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測する。
For example, the envelope wave acquisition unit integrates the detection unit that rectifies each reflected wave received by the reception unit, and the reflected waveform rectified by the detection unit, respectively, and the envelope wave corresponding to each reflected wave Sampling means for sampling each of
The estimation means discriminates the apex of each envelope wave sampled by the sampling means and estimates the rising time of each envelope wave.
また、この発明の第2の観点に係る位置特定方法は、
超音波を送信部から計測タイミング毎に送信し、当該超音波の反射波を異なる受信部にてそれぞれ受信する障害物検出装置における位置特定方法であって、
各受信部にて受信した各反射波に基づいて各反射波に対応する包絡線波を得る包絡線波取得ステップと、
得られた前記各包絡線波から、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測する推測ステップと、
前記推測ステップにて判別した各立ち上がり時刻のうちから、前回の測定タイミングで推測された立ち上がり時刻と所定の関係を満たす立ち上がり時刻を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにて抽出された立ち上がり時刻を、テーブルに格納し、複数の測定回数分の立ち上がり時刻を保持させる格納ステップと、
前記テーブルに格納された立ち上がり時刻を平均化する平均化ステップと、
前記平均化ステップにて平均化された立ち上がり時刻に基づいて、障害物の位置を特定する位置特定ステップと、
を備える、ことを特徴とする。
Further, the position specifying method according to the second aspect of the present invention is as follows:
A position specifying method in an obstacle detection device that transmits ultrasonic waves from a transmission unit at each measurement timing and receives reflected waves of the ultrasonic waves at different receiving units,
An envelope wave obtaining step for obtaining an envelope wave corresponding to each reflected wave based on each reflected wave received by each receiving unit;
From each of the obtained envelope waves, an estimation step for estimating the rising time of each envelope wave,
From each rise time determined in the estimation step, an extraction step for extracting a rise time satisfying a predetermined relationship with the rise time estimated at the previous measurement timing;
Storing the rise time extracted in the extraction step in a table and holding the rise times for a plurality of measurement times;
An averaging step for averaging rise times stored in the table;
Based on the rise time averaged in the averaging step, a position specifying step for specifying the position of the obstacle,
It is characterized by comprising.
例えば、前記包絡線波取得ステップは、前記各受信部にて受信した各反射波を検波部によりそれぞれ整流し、AD入力部によりそれぞれ積分し、各反射波に対応する包絡線波をそれぞれサンプリングするサンプリングステップを有し、
前記推測ステップは、前記サンプリングステップにおいてサンプリングした各包絡線波の頂点を判別して、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測する。
For example, the envelope wave acquisition step rectifies each reflected wave received by each receiving unit by the detecting unit, integrates each by the AD input unit, and samples each envelope wave corresponding to each reflected wave A sampling step;
The estimation step discriminates the vertex of each envelope wave sampled in the sampling step, and estimates the rising time of each envelope wave.
この発明の障害物検出装置によれば、反射波のばらつきによる影響を低減することにより、各障害物の位置を精度良く検出することができる。
また、この発明の位置特定方法によれば、反射波のばらつきによる影響を低減することにより、各障害物の位置を精度良く検出することができる。
According to the obstacle detection device of the present invention, it is possible to detect the position of each obstacle with high accuracy by reducing the influence due to variations in reflected waves.
Further, according to the position specifying method of the present invention, the position of each obstacle can be detected with high accuracy by reducing the influence of the variation of the reflected wave.
以下、本発明の実施形態に係る障害物検出装置100について説明する。
本実施形態に係る障害物検出装置100が適用される車両10は、図1(a),(b)に示すように、跳ね上げ式のPBD(Power Back Door)11を備えた、いわゆるハッチバック車であり、センタユニット110、センサECU(Electronic Control Unit)130、及び、PBD用ECU140等が適宜設置されている。
Hereinafter, the
A
障害物検出装置100は、図2に示すように、送信部111と、昇圧コイル112と、40kHz発信器113と、バースト発信器114と、タイミング回路115と、受信部121a〜121cと、アンプ122a〜122cと、BPF(Band-Pass Filter)123a〜123cと、検波部124a〜124cと、S/H(Sample and Hold)125a〜125cと、S/Hトリガー制御部126と、AD(Analog to Digital)入力部127a〜127cと、センサECU130と、PBD用ECU140と、モータ150と、操作SW(スイッチ)160とを備える。
As shown in FIG. 2, the
送信部111は、カバーを備えた圧電素子等からなり、昇圧コイル112から供給される駆動電圧に応じて発振し、共振器として機能するカバーを介して超音波(発信波)を発信する。
昇圧コイル112は、40kHz発信器113から供給されるパルス電圧を昇圧して、送信部111に駆動電圧を供給する。
The
The step-
40kHz発信器113は、バースト発信器114から供給されるバースト波を、40kHzのパルス波に変換して、昇圧コイル112に供給する。
バースト発信器114は、タイミング回路115に制御され、バースト波を40kHz発信器113に供給する。
タイミング回路115は、センサECU130に制御され、一定タイミング(例えば、0.1秒)毎に、バースト発信器114からバースト波を供給させる。
The 40
The
The timing circuit 115 is controlled by the
受信部121(121a〜121c)は、共振器として機能するカバーを備えた圧電素子等からなり、送信部111が送信した超音波の反射波(障害物に反射した反射波)を受信する。そして、反射波の受信により加わった圧力に対応する起電力(信号)を生じさせ、この信号をアンプ122に出力する。
なお、受信部121及び、送信部111等によりセンサユニット110を構成し、上述した図1(b)等に示すように、PBD11における例えば、ライセンスランプの横に設置される。
より詳細には、図3に示すように、受信部121aと受信部121b、及び、送信部111と受信部121cが、鉛直方向(Y軸方向)にそれぞれ並んで配置され、また、受信部121aと送信部111、及び、受信部121bと受信部121cが、水平方向(X軸方向)にそれぞれ並んで配置されている。つまり、受信部121と送信部111は、正方形状に配列されている。
なお、受信部121と送信部111とを別構成とした場合について説明しているが、何れか1つの受信部121が送信部111を兼ねるようにしてもよい。
The receiving unit 121 (121a to 121c) includes a piezoelectric element having a cover that functions as a resonator, and receives the reflected ultrasonic wave (the reflected wave reflected by the obstacle) transmitted by the transmitting
Note that the
More specifically, as shown in FIG. 3, the receiving unit 121a and the receiving unit 121b, and the transmitting
In addition, although the case where the receiving unit 121 and the transmitting
図2に戻って、アンプ122(122a〜122c)は、受信部121から出力された信号を増幅し、BPF123に供給する。
BPF123(123a〜123c)は、アンプ122から供給された信号のうち、所定周波数範囲の信号だけを通過させて、検波部124に供給する。
Returning to FIG. 2, the amplifier 122 (122 a to 122 c) amplifies the signal output from the receiving unit 121 and supplies the amplified signal to the BPF 123.
The BPF 123 (123a to 123c) passes only a signal in a predetermined frequency range among the signals supplied from the amplifier 122 and supplies the signal to the detection unit 124.
検波部124(124a〜124c)は、全波整流回路等からなり、BPF123を通過した信号を全波整流し、S/H125に供給する。
S/H125(125a〜125c)は、S/Hトリガー制御部126に制御され、検波部124により全波整流された信号をサンプリングし、AD入力部127がAD変換を行えるように、一時的に保持する。
The detection unit 124 (124a to 124c) is composed of a full-wave rectifier circuit or the like, and full-wave rectifies the signal that has passed through the BPF 123 and supplies it to the S / H 125.
The S / H 125 (125a to 125c) is controlled by the S / H
S/Hトリガー制御部126は、センサECUに制御され、S/H125が行うサンプル/ホールドに必要なトリガー信号を発生させる。
AD入力部127(127a〜127c)は、積分方式のAD変換器等からなり、アナログの信号電圧をデジタルの電圧カウンタ値に変換し、センサECU130に供給する。
この電圧カウンタ値は、受信部121にて受信した信号が、アンプ122により増幅され、検波部124により全波整流され、AD入力部127により積分されることにより、反射波の包絡線(包絡線波)の値となる。
The S / H
The AD input unit 127 (127a to 127c) includes an integration type AD converter or the like, converts an analog signal voltage into a digital voltage counter value, and supplies the digital voltage counter value to the
The voltage counter value is obtained by amplifying the signal received by the receiving unit 121 by the amplifier 122, full-wave rectifying by the detecting unit 124, and integrating by the AD input unit 127. Wave) value.
センサECU130は、タイミング回路115を制御して、一定の測定タイミング(例えば、0.1秒)毎に、送信部111から超音波を発信させる。
また、センサECU130は、内部に備えたタイマ回路等により、超音波の発信時からのタイム計測を開始する。そして、反射波として有効となる、タイマカウンタ値が所定範囲内で、かつ、閾値(例えば、電圧カウンタ値6000)以上の包絡線波の電圧カウンタ値をAD入力部127から順次取得し、包絡線波の頂点を特定すると共に、包絡線波の立ち上がり時刻を推測する。
例えば、図4に示すように、今回の測定タイミングで、受信部121にて5つの反射波を受信し、AD入力部127から包絡線波W1〜W5が得られた場合を一例として説明すると、まず、センサECU130は、各包絡線波の頂点P1〜P5を特定し、各頂点前の所定範囲の電圧カウンタ値を用いて、最小二乗法等により近似直線L1〜L5を求める。そして、各近似直線が電圧カウント値0と交差するタイマカウント値(ゼロクロス時刻)を求める。すなわち、各包絡線波の立ち上がり推測値T1〜T5を特定する。
なお、センサECU130は、このような頂点の特定及び、立ち上がり推測値の特定を、各受信箇所(受信部121a〜121cにて受信した反射波)についてそれぞれ行う。
そして、センサECU130は、頂点のタイマカウンタ値、頂点の電圧カウンタ値、及び、立ち上がり推測値(タイマカウンタ値)を、候補テーブルに格納する。
例えば、センサECU130は、内部のメモリに、図5に示すような候補テーブル200の領域を確保し、対応する受信箇所(受信部121a〜121c)について算出した各データ(各包絡線波についての頂点のタイマカウンタ値、頂点の電圧カウンタ値、立ち上がり時刻を推測値)をそれぞれセットする。
The
In addition, the
For example, as illustrated in FIG. 4, the case where the reception unit 121 receives five reflected waves at the current measurement timing and envelope waves W1 to W5 are obtained from the AD input unit 127 will be described as an example. First, the
The
Then, the
For example, the
更に、センサECU130は、このような候補テーブル200における各候補の立ち上がり推測値から所定の条件を満たす立ち上がり推測値だけを、平均テーブルにセットする。
例えば、センサECU130は、内部のメモリに、図6に示すような平均テーブル300の領域を確保する。この平均テーブル300は、各候補に対応したものとなっている。そして、今回の測定タイミングにて得られた立ち上がり推測値を、前回の測定タイミングの立ち上がり推測値と比較し、所定の上限下限の範囲内(一例として、受信部121同士の間隔Dを音が伝達する時間に相当する+200〜−200の範囲内)となる立ち上がり推測値だけを平均テーブル300に追加してセットする。
具体的に、平均テーブル300が図6に示すような状態で、今回の測定タイミングにて、候補テーブル200に図7(a)に示すような値が得られた場合を一例として説明すると、センサECU130は、図6の測定タイミング1の立ち上がり推測値(つまり、前回の測定タイミングの立ち上がり推測値)を基準として、差分が200以内の立ち上がり推測値を、図7(a)の候補テーブル200からそれぞれ抽出する。そして、図7(b)に示すように、平均テーブル300の測定タイミング2に、抽出した立ち上がり推測値をセットする。
Further, the
For example, the
Specifically, the case where the values shown in FIG. 7A are obtained in the candidate table 200 at the current measurement timing in the state where the average table 300 is shown in FIG. 6 will be described as an example. The
なお、今回の測定タイミングにて、前回の測定タイミングの何れの候補にも近くない候補(差分が200より大の立ち上がり推測値)がある場合、新たな候補として追加される。
センサECU130は、このような立ち上がり推測値の抽出及び平均テーブル300へのセットを、各候補についてそれぞれ行う。
また、このような平均テーブル300は、容量等の制限から有限となるため、頂点の電圧カウント値の高いものから優先して、所定数までの立ち上がりを推測値平均テーブル300へセットするようにしてもよい。
Note that if there is a candidate (difference estimated value with a difference greater than 200) that is not close to any of the previous measurement timings at the current measurement timing, it is added as a new candidate.
The
In addition, since such an average table 300 is finite due to limitations on capacity and the like, priority is given to those with a high voltage count value at the apex, so that up to a predetermined number of rises are set in the estimated value average table 300. Also good.
そして、センサECU130は、このようにして測定タイミング毎に更新(追加)される平均テーブル300を使用して、図7(c)に示すように、立ち上がり推測値の平均を求める。つまり、反射波(包絡線波)の波形のばらつきを低減するために、平均化した立ち上がり推測値を求める。
Then, the
その後、センサECU130は、候補のなかから適切な組合せを適宜選定すると、図7(c)に示すような平均化した立ち上がり推測値を反射波の受信時刻として、三角測量の要領で障害物の三次元位置を算出する。
すなわち、図8に示すように、受信部121a及び受信部121bでの受信時刻によって、障害物BのY軸方向の位置y(座標値)とZ軸方向の位置(距離z)を求めることができる。
具体的に説明すると、次式が成立する。
After that, when the
That is, as shown in FIG. 8, the position y (coordinate value) in the Y-axis direction and the position (distance z) in the Z-axis direction of the obstacle B are obtained based on the reception times at the receiving unit 121a and the receiving unit 121b. it can.
More specifically, the following formula is established.
L1=C・T1/2
L2=C・T2−L1
L1 = C · T1 / 2
L2 = C · T2-L1
L1:受信部121bと障害物Bとの距離
L2:受信部121aと物体Bとの距離
C:超音波の速度
T1:受信部121aで受信した反射波(包絡線波)の立ち上がり推測値
T2:受信部121bで受信した反射波(包絡線波)の立ち上がり推測値
L1: Distance between receiving unit 121b and obstacle B L2: Distance between receiving unit 121a and object B C: Ultrasonic velocity T1: Estimated rising value of reflected wave (envelope wave) received by receiving unit 121a T2: Estimated rising value of reflected wave (envelope wave) received by receiver 121b
ここで、Dを受信部121aと受信部121bとの距離とすると、yとzは次式で表される。
y =D/2−(D2+L22−L12)/(2・D)
z =√{L22−((D2+L22−L12)/(2・D)2}
Here, if D is the distance between the receiving unit 121a and the receiving unit 121b, y and z are expressed by the following equations.
y = D / 2− (D2 + L22−L12) / (2 · D)
z = √ {L22 − ((D2 + L22−L12) / (2 · D) 2}
同様に、受信部121b及び受信部121cでの受信時刻によって、障害物BのX軸方向の位置x(座標値)とZ軸方向の位置(距離z)を求めることができる。 Similarly, the position x (coordinate value) in the X-axis direction and the position (distance z) in the Z-axis direction of the obstacle B can be obtained based on the reception times at the receiving unit 121b and the receiving unit 121c.
このようにして、平均化した立ち上がり推測値を使用して、障害物の三次元位置をそれぞれ求めると、センサECU130は、障害物位置テーブルに格納する。
例えば、センサECU130は、内部のメモリに、図9に示すよう障害物位置テーブル400の領域を確保し、各障害物の三次元位置(x位置、y位置、z位置)をセットする。
このようにして得られた障害物の位置は、反射波のばらつきを低減するために平均化された立ち上がり推測値に基づいて求めたものであるため、精度の良いものとなる。
When the three-dimensional positions of the obstacles are obtained using the averaged estimated rising values in this way, the
For example, the
The position of the obstacle obtained in this way is obtained based on the estimated rise value averaged in order to reduce the variation of the reflected wave, and therefore has high accuracy.
そして、求めた障害物の位置(複数の場合は何れかの障害物の位置)がPBD11の近傍(例えば、開閉範囲内)である場合に、センサECU130は、障害物検知信号をPBD用ECU140に供給する。
When the obtained obstacle position (in the case of plural obstacles, the position of any obstacle) is in the vicinity of the PBD 11 (for example, within the opening / closing range), the
PBD用ECU140は、操作SW160からの指示信号に応答し、モータ150を駆動させ、上述のPBD11を開閉させる。
なお、PBD用ECU140は、開閉させるPBD11のドア角度信号をセンサECU130に供給する。また、センサECU130から障害物検知信号が供給されると、モータ150を停止させる。
In response to the instruction signal from the operation SW 160, the
The
モータ150は、PBD用ECU140に制御されて駆動し、PBD11を開閉させる。
操作SW160は、ユーザに操作され、指示信号をPBD用ECU140に供給する。
The
The operation SW 160 is operated by the user and supplies an instruction signal to the
次に、上記構成の障害物検出装置100の動作について説明する。
障害物検出装置100は、例えば、車両10の後進時(リバース時)やPBD11の開閉時に、図10のフローチャートに示す障害物検出処理を開始する。なお、この障害物検出処理は、車両10の後進やPBD11の開閉が終了するまで、測定タイミング毎に、繰り返し実行されるものとする。
Next, the operation of the
The
まず、センサECU130は、タイミング回路115を制御して、送信部111から超音波を発信させる(ステップS11)。そして、これと同時に、センサECU130は、タイム計測を開始する(ステップS12)。つまり、超音波の発信時からのタイムカウンタ値のカウントを始める。
First, the
センサECU130は、タイマカウンタ値が所定値以上になるまで、後続処理の実行を待機する(ステップS13)。つまり、有効な反射波が受信可能となるまで待機する。
The
タイマカウンタ値が所定値以上になると、センサECU130は、閾値(例えば、電圧カウンタ値6000)を超えた波形の頂点を特定し、立ち上がり推測値を求めて、候補テーブル200に格納する(ステップS14)。
つまり、センサECU130は、包絡線波の頂点を特定すると、その頂点近傍の立ち上がり部分を近似する近似直線を求め、その近似直線が電圧カウンタ値0と交差するゼロクロス時刻を求めることにより、包絡線波の立ち上がり時刻を推測する。
そして、センサECU130は、頂点のタイマカウンタ値、頂点の電圧カウンタ値、及び、立ち上がり推測値(タイマカウンタ値)を、上述した候補テーブル200に格納する。
When the timer counter value becomes equal to or larger than the predetermined value, the
That is, when the vertex of the envelope wave is specified, the
Then, the
センサECU130は、候補テーブル200に格納した立ち上がり推測値を、前回の測定タイミングにて得られた立ち上がり推測値と比較し、差分が所定範囲内の立ち上がり推測値だけを平均テーブル300に追加してセットする(ステップS15)。
つまり、前回の測定タイミングで平均テーブル300に格納した立ち上がり推測値を基準として、差分が例えば200以内の立ち上がり推測値を、今回の測定タイミングでセットした候補テーブル200からそれぞれ抽出する。そして、抽出した立ち上がり推測値を平均テーブル300に追加してセットする。
The
That is, with reference to the estimated rise value stored in the average table 300 at the previous measurement timing, the estimated rise value within a difference of, for example, 200 is extracted from the candidate table 200 set at the current measurement timing. Then, the extracted estimated rise value is added to the average table 300 and set.
センサECU130は、平均テーブル300に格納された立ち上がり推測値の平均を求める(ステップS16)。
すなわち、反射波(包絡線波)のばらつきを低減するために、平均化した立ち上がり推測値を求める。
The
That is, in order to reduce the variation in the reflected wave (envelope wave), an averaged rise estimation value is obtained.
センサECU130は、候補から適切な組合せを選択し、平均化した立ち上がり推測値を用いて障害物の三次元位置を算出する(ステップS17)。
つまり、候補のなかから適切な組合せを適宜選択すると、平均化した立ち上がり推測値を反射波の受信時刻として、三角測量の要領で障害物の三次元位置を算出する。
なお、特定した障害物の位置がPBD11の近傍である場合に、センサECU130は、障害物検知信号をPBD用ECU140に供給するなどして、障害物への接触等を防止する。
The
That is, when an appropriate combination is appropriately selected from the candidates, the three-dimensional position of the obstacle is calculated in the manner of triangulation using the averaged estimated rising value as the reception time of the reflected wave.
In addition, when the position of the specified obstacle is in the vicinity of the
このような障害物検出処理において、測定タイミング毎に、候補となる反射波(包絡線波)の立ち上がり推測値が、平均テーブル300に追加されることになる。そして、これらの立ち上がり推測値が平均化されるため、反射波(包絡線波)の波形のばらつきが低減される。そのため、突発的な外乱ノイズやバンパー、ライセンスプレートなどによる多重反射が生じた場合でも、その影響を低減できる。
そして、最終的な障害物の位置は、波形のばらつきが低減された立ち上がり推測値に基づいて求めたものであるため、精度の良いものとなる。
In such an obstacle detection process, a rising estimated value of a candidate reflected wave (envelope wave) is added to the average table 300 at each measurement timing. Since the estimated rising values are averaged, the variation in the waveform of the reflected wave (envelope wave) is reduced. Therefore, even when sudden disturbance noise, multiple reflections due to bumpers, license plates, etc. occur, the influence can be reduced.
The final obstacle position is obtained based on the estimated rise value with reduced waveform variation, and therefore has high accuracy.
この発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上記の説明では、超音波を用いる場合について説明したが、超音波以外に、レーザ光や電磁波を用いる場合でも適宜適用可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and applications are possible.
For example, in the above description, the case where ultrasonic waves are used has been described, but the present invention can be appropriately applied even when laser light or electromagnetic waves are used in addition to ultrasonic waves.
上記の説明では、PBD11の近傍を監視する場合に、この発明を適用したが、センサユニットをドアミラーなどに配置し、各ドアの近傍の障害物を監視するために使用することも可能である。
In the above description, the present invention is applied when the vicinity of the
上記の説明では、受信された反射波を整流したのち、整流された信号を積分することにより包絡線波を得る場合について説明したが、これに代えて、受信された反射波をサンプリングして積分したのちに整流することで包絡線波を得るようにすることも可能である。 In the above description, the case where the envelope wave is obtained by rectifying the received reflected wave and then integrating the rectified signal has been described. Instead, the received reflected wave is sampled and integrated. Then, it is possible to obtain an envelope wave by rectification.
上述したシステム構成やフローチャートは一例であり、任意に変更可能である。 The above-described system configuration and flowchart are examples, and can be arbitrarily changed.
10 車両
11 PBD
111 送信部(送信手段)
121a〜121c 受信部(受信手段)
124a〜124c 検波部(検波手段、包絡線波取得手段)
127a〜127c AD入力部(サンプリング手段、包絡線波取得手段)
130 センサECU(推測手段、抽出手段、保持手段、平均化手段、位置特定手段)
10
111 Transmitter (transmission means)
121a to 121c receiving section (receiving means)
124a to 124c detector (detection means, envelope wave acquisition means)
127a-127c AD input part (sampling means, envelope wave acquisition means)
130 sensor ECU (estimating means, extracting means, holding means, averaging means, position specifying means)
Claims (6)
前記送信手段により送信された超音波の反射波を異なる位置にてそれぞれ受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した各反射波に基づいて各反射波に対応する包絡線波を得る包絡線波取得手段と、
得られた前記包絡線波から、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測する推測手段と、
前記推測手段が推測した各立ち上がり時刻のうちから、前回の測定タイミングで推測された立ち上がり時刻と所定の関係を満たす立ち上がり時刻を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された立ち上がり時刻を、複数の測定回数分保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された立ち上がり時刻を平均化する平均化手段と、
前記平均化手段により平均化された立ち上がり時刻に基づいて、障害物の位置を特定する位置特定手段と、
を備える、ことを特徴とする障害物検出装置。 A transmission means for transmitting ultrasonic waves at every measurement timing;
Receiving means for receiving reflected ultrasonic waves transmitted by the transmitting means at different positions;
An envelope wave acquiring means for obtaining an envelope wave corresponding to each reflected wave based on each reflected wave received by the receiving means;
From the obtained envelope wave, estimation means for estimating the rising time of each envelope wave,
From each rise time estimated by the estimation means, an extraction means for extracting a rise time that satisfies a predetermined relationship with the rise time estimated at the previous measurement timing;
Holding means for holding the rising time extracted by the extracting means for a plurality of measurement times;
Averaging means for averaging rise times held in the holding means;
Position specifying means for specifying the position of an obstacle based on the rise time averaged by the averaging means;
An obstacle detection device comprising:
前記推測手段は、前記サンプリング手段がサンプリングした各包絡線波の頂点を判別して、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測するものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の障害物検出装置。 The envelope wave acquisition means integrates the respective reflected waveforms rectified by the detection means and the detection means for rectifying each reflected wave received by the receiving means, respectively, and each envelope wave corresponding to each reflected wave is obtained. Sampling means for sampling, and
4. The estimation unit according to claim 1, wherein the estimation unit discriminates a vertex of each envelope wave sampled by the sampling unit and estimates a rising time of each envelope wave. The obstacle detection device according to item.
各受信部にて受信した各反射波に基づいて各反射波に対応する包絡線波を得る包絡線波取得ステップと、
得られた前記各包絡線波から、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測する推測ステップと、
前記推測ステップにて判別した各立ち上がり時刻のうちから、前回の測定タイミングで推測された立ち上がり時刻と所定の関係を満たす立ち上がり時刻を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにて抽出された立ち上がり時刻を、テーブルに格納し、複数の測定回数分の立ち上がり時刻を保持させる格納ステップと、
前記テーブルに格納された立ち上がり時刻を平均化する平均化ステップと、
前記平均化ステップにて平均化された立ち上がり時刻に基づいて、障害物の位置を特定する位置特定ステップと、
を備える、ことを特徴とする位置特定方法。 A position specifying method in an obstacle detection device that transmits ultrasonic waves from a transmission unit at each measurement timing and receives reflected waves of the ultrasonic waves at different receiving units,
An envelope wave obtaining step for obtaining an envelope wave corresponding to each reflected wave based on each reflected wave received by each receiving unit;
From each of the obtained envelope waves, an estimation step for estimating the rising time of each envelope wave,
From each rise time determined in the estimation step, an extraction step for extracting a rise time satisfying a predetermined relationship with the rise time estimated at the previous measurement timing;
Storing the rise time extracted in the extraction step in a table and holding the rise times for a plurality of measurement times;
An averaging step for averaging rise times stored in the table;
Based on the rise time averaged in the averaging step, a position specifying step for specifying the position of the obstacle,
A position specifying method characterized by comprising:
前記推測ステップは、前記サンプリングステップにおいてサンプリングした各包絡線波の頂点を判別して、各包絡線波の立ち上がり時刻をそれぞれ推測するものであることを特徴とする請求項5に記載の位置特定方法。
The envelope wave acquiring step is a sampling step in which each reflected wave received by each receiving unit is rectified by a detecting unit, integrated by an AD input unit, and an envelope wave corresponding to each reflected wave is sampled. Have
6. The position specifying method according to claim 5, wherein the estimating step is to determine a vertex of each envelope wave sampled in the sampling step and estimate a rising time of each envelope wave. .
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