JP2009250672A - Obstacle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、車両等に搭載され、車両の周囲に存在する障害物を超音波の送受波を利用して検出する障害物検出装置に関する。 The present invention relates to an obstacle detection device that is mounted on, for example, a vehicle and detects an obstacle existing around the vehicle using ultrasonic transmission / reception waves.
従来、車両に搭載される障害物検出装置として、超音波を送受波する超音波センサを用いるものがある（特許文献１、２参照）。この障害物検出装置としては、次のようなものが知られている。障害物検出装置１０１は、図７に示すように、超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄと、ＥＣＵ１０５と、それらを接続する配線１０７とから構成され、車両１０７に取り付けられる。障害物検出装置１０１は、図８のフローチャートに示す処理で障害物を検出する。 Conventionally, as an obstacle detection device mounted on a vehicle, there is one using an ultrasonic sensor that transmits and receives ultrasonic waves (see Patent Documents 1 and 2). As this obstacle detection apparatus, the following is known. As shown in FIG. 7, the obstacle detection apparatus 101 includes ultrasonic sensors 103 a, 103 b, 103 c, and 103 d, an ECU 105, and a wiring 107 that connects them, and is attached to the vehicle 107. The obstacle detection apparatus 101 detects an obstacle by the process shown in the flowchart of FIG.
ステップ４１０では、ＥＣＵ１０５から超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄに対し、初期設定値を送信する。初期設定値には、送波パルス数、送受波周波数、しきい値、バンドパスフィルターのＱ値（ＢＰＦＱ）等が含まれる。 In step 410, the ECU 105 transmits initial setting values to the ultrasonic sensors 103a, 103b, 103c, and 103d. The initial setting value includes the number of transmission pulses, transmission / reception frequency, threshold value, bandpass filter Q value (BPFQ), and the like.
ステップ４２０では、ＥＣＵ１０５が超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄに対し、超音波の送受波を命令する。
ステップ４３０では、超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄが、初期設定された周波数にてノイズモニタを行う。具体的には、超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄが超音波を送波しない状態にて、初期設定された周波数の超音波（環境ノイズ）をモニタする。
In step 420, the ECU 105 commands the ultrasonic sensors 103a, 103b, 103c, and 103d to transmit and receive ultrasonic waves.
In step 430, the ultrasonic sensors 103a, 103b, 103c, and 103d perform noise monitoring at an initially set frequency. Specifically, the ultrasonic sensors 103a, 103b, 103c, and 103d monitor the ultrasonic waves (environmental noise) having an initially set frequency in a state where the ultrasonic waves are not transmitted.
ステップ４４０では、超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄが、障害物の検出動作を行う。具体的には、初期設定された周波数の超音波を送波し、マスク時間の経過後、障害物で反射した超音波（反射波）を受波する。 In step 440, the ultrasonic sensors 103a, 103b, 103c, and 103d perform an obstacle detection operation. Specifically, an ultrasonic wave having an initially set frequency is transmitted, and the ultrasonic wave (reflected wave) reflected by the obstacle is received after the lapse of the mask time.
ステップ４５０では、ＥＣＵ１０５が超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄに対し、結果要求を行う。
ステップ４６０では、超音波センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄが、ＥＣＵ１０５に対し結果応答を行う。応答の内容は、前記ステップ４３０におけるノイズモニタの結果、及び前記ステップ４４０において、反射波を受波した時間（反射波受波時間）である。
In step 450, the ECU 105 makes a result request to the ultrasonic sensors 103a, 103b, 103c, and 103d.
In step 460, the ultrasonic sensors 103a, 103b, 103c, and 103d send a result response to the ECU 105. The contents of the response are the result of the noise monitor in step 430 and the time when the reflected wave is received in step 440 (reflected wave reception time).
ステップ４７０では、ＥＣＵ１０５がノイズモニタの結果を判断する。具体的には、ノイズの大きさが所定のしきい値より小さい場合は環境ノイズなしと判断し、ステップ４８０に進む。一方、ノイズの大きさが所定のしきい値を超える場合は環境ノイズ有りと判断し、ステップ４９０に進む。 In step 470, the ECU 105 determines the result of the noise monitor. Specifically, if the magnitude of noise is smaller than a predetermined threshold value, it is determined that there is no environmental noise, and the process proceeds to step 480. On the other hand, if the magnitude of the noise exceeds a predetermined threshold value, it is determined that there is environmental noise, and the process proceeds to step 490.
ステップ４８０では、ＥＣＵ１０５が、前記ステップ４６０で取得した結果応答に基づき、報知音の発生、及び表示を行う。具体的には、反射波受波時間に基づき、障害物までの距離を算出し、その距離が所定のしきい値以下である場合は、車両の車室内に設置されたスピーカにより警報を発するとともに、車両のインパネに設置された表示装置に障害物の存在を示す表示を行う。 In step 480, the ECU 105 generates and displays a notification sound based on the result response acquired in step 460. Specifically, the distance to the obstacle is calculated based on the reflected wave reception time, and if the distance is equal to or less than a predetermined threshold, an alarm is issued by a speaker installed in the vehicle cabin. The display indicating the presence of the obstacle is performed on the display device installed in the instrument panel of the vehicle.
ステップ４９０では、今回の送受波結果を信用せず、障害物の検出を行わない。
上記の障害物検出装置１０１は、障害物の検出に、予め定められた波長の超音波を用いるため、その周波数の環境ノイズが高い場合は、障害物の検出を正確に行うことができない。 Since the obstacle detection apparatus 101 uses ultrasonic waves having a predetermined wavelength for detecting obstacles, the obstacle cannot be accurately detected when the environmental noise of the frequency is high.
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、環境ノイズに対する耐性が高い障害物検出装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above point, and it aims at providing the obstruction detection apparatus with high tolerance with respect to environmental noise.
本発明の障害物検出装置は、複数種類の周波数で超音波を送受波可能な送受波手段を備える超音波センサと、前記超音波センサに、前記超音波の送受波を命令するとともに、前記超音波センサから前記超音波の受波結果を取得し、前記受波結果に基づいて障害物を検出する制御手段とを備える。そして、前記超音波センサは、前記送受波手段が前記超音波を送波しないときに受波した超音波に基づき、送受波する前記超音波の周波数を設定する周波数設定手段を備える。 The obstacle detection device of the present invention includes an ultrasonic sensor including a transmission / reception unit capable of transmitting and receiving ultrasonic waves at a plurality of types of frequencies, and commands the ultrasonic sensor to transmit and receive the ultrasonic waves. And a control unit that acquires a reception result of the ultrasonic wave from a sound wave sensor and detects an obstacle based on the reception result. The ultrasonic sensor includes frequency setting means for setting a frequency of the ultrasonic wave to be transmitted / received based on an ultrasonic wave received when the wave transmitting / receiving means does not transmit the ultrasonic wave.
本発明の障害物検出装置は、周波数設定手段により、送受波手段が送受波する超音波の周波数を、環境ノイズが少ない周波数とすることができるので、環境ノイズに対する耐性が高い。 The obstacle detection device of the present invention has high resistance to environmental noise because the frequency setting means can set the frequency of the ultrasonic wave transmitted and received by the wave transmitting / receiving means to a frequency with less environmental noise.
また、本発明の障害物検出装置では、超音波センサ自体が、送受波する超音波の周波数を設定するため、障害物検出装置のレスポンスを向上させることができる。
前記周波数設定手段が周波数を設定する方法は、例えば、以下のようにすることができる。すなわち、前記送受波手段に、前記超音波を送波しない状態にて、前記複数種類の周波数で超音波を受波させ、受波した超音波の強度が所定のしきい値より小さくなる周波数を、前記送受波手段が送受波する前記超音波の周波数として設定することができる。
In the obstacle detection device of the present invention, since the ultrasonic sensor itself sets the frequency of the ultrasonic wave transmitted and received, the response of the obstacle detection device can be improved.
The method of setting the frequency by the frequency setting means can be as follows, for example. That is, the transmission / reception means receives ultrasonic waves at the plurality of types of frequencies in a state where the ultrasonic waves are not transmitted, and sets a frequency at which the intensity of the received ultrasonic waves is smaller than a predetermined threshold. The frequency of the ultrasonic wave transmitted and received by the transmission / reception means can be set.
また、前記送受波手段に、前記超音波を送波しない状態にて、前記複数種類の周波数の超音波を受波させ、それぞれの周波数ごとに、受波した超音波の強度と前記しきい値とを順次比較し、受波した超音波の強度が最初に前記しきい値より小さくなった周波数を、前記送受波手段が送受波する前記超音波の周波数として設定することができる。こうすることにより、必ずしも、前記複数種類の周波数の全てについて、受波した超音波の強度としきい値とを比較しなくてもよいので、周波数の設定を迅速に行うことができる。 Further, the transmitting / receiving means receives the ultrasonic waves of the plurality of types of frequencies in a state where the ultrasonic waves are not transmitted, and the intensity of the received ultrasonic waves and the threshold for each frequency. And the frequency at which the intensity of the received ultrasonic wave first becomes smaller than the threshold value can be set as the frequency of the ultrasonic wave transmitted / received by the transmitting / receiving unit. By doing so, it is not always necessary to compare the intensity of the received ultrasonic wave with the threshold value for all of the plurality of types of frequencies, so that the frequency can be set quickly.
また、前記送受波手段に、前記超音波を送波しない状態にて、前記複数種類の周波数で所定期間超音波を受波させ、受波した超音波の強度が所定のしきい値を超える時間が最も短い周波数を、前記送受波手段が送受波する前記超音波の周波数として設定することができる。 In addition, the ultrasonic wave is received by the plurality of types of frequencies for a predetermined period in a state where the ultrasonic wave is not transmitted to the transmission / reception unit, and the intensity of the received ultrasonic wave exceeds a predetermined threshold value Can be set as the frequency of the ultrasonic wave transmitted and received by the transmission / reception means.
前記送受波手段としては、例えば、共振周波数を複数有する複共振マイクが挙げられる。 Examples of the wave transmitting / receiving unit include a multi-resonance microphone having a plurality of resonance frequencies.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
１．障害物検出装置の構成
障害物検出装置１の構成を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、障害物検出装置１の電気的構成を表すブロック図であり、図２は、各構成要素の配置を表す説明図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1. Configuration of Obstacle Detection Device The configuration of the obstacle detection device 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the obstacle detection apparatus 1, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an arrangement of each component.
図１に示すように、障害物検出装置１は、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとＥＣＵ（制御手段）５とから構成され、それらは配線７で接続されている。
超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、同一の構成を有する。ここでは、超音波センサ３ａを例にとって説明する。超音波センサ３ａは、マイコン（周波数設定手段）９と、送波回路１１と、受波回路１３と、複共振マイク１５とから構成される。マイコン９は、ＥＣＵ５から送信される初期設定値に基づき、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定を行う。送波回路１１の初期設定としては、送波パルス数、送波周波数等がある。また、受波回路１３の初期設定としては、しきい値、バンドパスフィルターのＱ値（以下、ＢＰＦＱとする）がある。また、マイコン９は、ＥＣＵ５から送信される送受波命令に基づき、送波回路１１及び受波回路１３を駆動し、超音波の送受波動作を行う。また、マイコン９は、ＥＣＵ５からの結果要求に応じて、受波回路１３及び複共振マイク１５で受波した超音波に関する情報（反射波受波時間、ノイズモニタ結果）をＥＣＵ５に送信する。なお、ノイズモニタについては後に詳述する。
As shown in FIG. 1, the obstacle detection apparatus 1 includes ultrasonic sensors 3 a, 3 b, 3 c, 3 d and an ECU (control means) 5, which are connected by a wiring 7.
The ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d have the same configuration. Here, the ultrasonic sensor 3a will be described as an example. The ultrasonic sensor 3 a includes a microcomputer (frequency setting means) 9, a transmission circuit 11, a reception circuit 13, and a multi-resonance microphone 15. The microcomputer 9 performs initial setting of the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 based on the initial setting value transmitted from the ECU 5. The initial setting of the transmission circuit 11 includes the number of transmission pulses and the transmission frequency. The initial setting of the receiving circuit 13 includes a threshold value and a Q value (hereinafter referred to as BPFQ) of a band pass filter. Further, the microcomputer 9 drives the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 on the basis of the transmission / reception command transmitted from the ECU 5, and performs an ultrasonic transmission / reception operation. In response to a result request from the ECU 5, the microcomputer 9 transmits information related to the ultrasonic wave received by the wave receiving circuit 13 and the multi-resonance microphone 15 (reflection wave reception time, noise monitor result) to the ECU 5. The noise monitor will be described later in detail.
送波回路１１は、マイコン９により設定された送波パルス数、送波周波数にて、複共振マイク１５を駆動し、超音波を送波させる。受波回路１３は、複共振マイク１５で受波した超音波を検出する。このとき、受波回路１３は、マイコン９により設定されたしきい値、ＢＰＦＱを用いる。 The transmission circuit 11 drives the multi-resonance microphone 15 with the number of transmission pulses and the transmission frequency set by the microcomputer 9 to transmit ultrasonic waves. The receiving circuit 13 detects the ultrasonic wave received by the multi-resonance microphone 15. At this time, the receiving circuit 13 uses the threshold value BPFQ set by the microcomputer 9.
複共振マイク１５は、複数の共振周波数を有し、複数種類の周波数で超音波を送受波可能である。
ＥＣＵ５は、超音波センサ３に対する各種制御を行う。具体的には、超音波センサ３に対し、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定値を送信する。また、超音波センサ３に対し、超音波の送受波を命令する。また、超音波センサ３に対し、結果要求を送信し、超音波センサ３から、そこで受波した超音波に関する情報（反射波受波時間、ノイズモニタ結果）を取得する。さらに、ＥＣＵ５は、超音波センサ３から取得した反射波受波時間に基づき、障害物を検出する。
The multi-resonance microphone 15 has a plurality of resonance frequencies, and can transmit and receive ultrasonic waves at a plurality of types of frequencies.
The ECU 5 performs various controls on the ultrasonic sensor 3. Specifically, initial setting values of the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 are transmitted to the ultrasonic sensor 3. Further, it instructs the ultrasonic sensor 3 to transmit / receive ultrasonic waves. Further, a result request is transmitted to the ultrasonic sensor 3, and information related to the ultrasonic wave received there (the reflected wave reception time, the noise monitor result) is acquired from the ultrasonic sensor 3. Further, the ECU 5 detects an obstacle based on the reflected wave reception time acquired from the ultrasonic sensor 3.
図２（ａ）に示すように、障害物検出装置１において、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはそれぞれ、車両１７の前端又は後端に取り付けられている。超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとＥＣＵ５とは、図２（ａ）に示すように、デイジーチェイン接続により結線されている。なお、結線の方式は、図２（ｂ）に示すようなスター結線であってもよい。
２．障害物検出装置１が実行する処理
障害物検出装置１が実行する処理を図３〜図５に基づいて説明する。図３は障害物検出装置１が実行する処理を表すフローチャートであり、図４は障害物検出装置１が実行する処理の全体を表すタイミングチャートであり、図５は障害物検出装置１が実行する送受波動作を表すタイミングチャートである。
As shown in FIG. 2A, in the obstacle detection apparatus 1, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d are attached to the front end or the rear end of the vehicle 17, respectively. As shown in FIG. 2A, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, 3d and the ECU 5 are connected by daisy chain connection. Note that the connection method may be a star connection as shown in FIG.
2. Processing Performed by Obstacle Detection Device 1 Processing performed by the obstacle detection device 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the process executed by the obstacle detection apparatus 1, FIG. 4 is a timing chart showing the entire process executed by the obstacle detection apparatus 1, and FIG. 5 is executed by the obstacle detection apparatus 1. It is a timing chart showing transmission / reception operation.
図３のステップ１０では、ＥＣＵ５から超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに対し、初期設定値を送信する。初期設定値には、パラメータＡ、Ｂ、Ｃの３種類が有り、それぞれ、表１に示すように、送波パルス数、送受波周波数、しきい値、ＢＰＦＱ値を定めている。 In step 10 of FIG. 3, the ECU 5 transmits initial setting values to the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d. There are three types of initial setting values, parameters A, B, and C. As shown in Table 1, the number of transmission pulses, transmission / reception frequency, threshold value, and BPFQ value are determined.
ステップ２０では、ＥＣＵ５が超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに対し、超音波の送受波を命令する。
ステップ３０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、周波数Ｆａにてノイズモニタを行う。具体的には、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは超音波を送波しない状態にて、受波回路１３及び複共振マイク１５により、周波数Ｆａの超音波（環境ノイズ）をモニタする。
In step 20, the ECU 5 commands the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d to transmit and receive ultrasonic waves.
In step 30, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform noise monitoring at the frequency Fa. Specifically, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d monitor the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fa by the receiving circuit 13 and the multi-resonance microphone 15 in a state where no ultrasonic wave is transmitted.
ステップ４０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、周波数Ｆｂにてノイズモニタを行う。具体的には、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは超音波を送出しない状態にて、受波回路１３及び複共振マイク１５により、周波数Ｆｂの超音波（環境ノイズ）をモニタする。 In step 40, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform noise monitoring at the frequency Fb. Specifically, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d monitor the ultrasonic wave (environmental noise) of the frequency Fb by the receiving circuit 13 and the multi-resonance microphone 15 in a state where no ultrasonic wave is transmitted.
ステップ５０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、周波数Ｆｃにてノイズモニタを行う。具体的には、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは超音波を送波しない状態にて、受波回路１３及び複共振マイク１５により、周波数Ｆｃの超音波（環境ノイズ）をモニタする。 In step 50, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform noise monitoring at the frequency Fc. Specifically, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d monitor the ultrasonic wave (environmental noise) of the frequency Fc by the wave receiving circuit 13 and the multi-resonance microphone 15 in a state where no ultrasonic wave is transmitted.
ステップ６０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、前記ステップ３０にてモニタした周波数Ｆａの超音波（環境ノイズ）における強度が、所定のしきい値以下であるか否かを判断する。しきい値以下であった場合は環境ノイズなしとして、ステップ７０に進む。一方、しきい値を超えた場合はステップ１２０に進む。 In step 60, whether or not the intensity of the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fa monitored in step 30 by the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, 3d is equal to or less than a predetermined threshold value. Judging. If it is equal to or less than the threshold value, it is determined that there is no environmental noise and the process proceeds to step 70. On the other hand, if the threshold value is exceeded, the process proceeds to step 120.
ステップ７０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、初期設定値を、パラメータＡに決定する。そして、マイコン９は、パラメータＡにて、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定を行う。 In step 70, the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, 3d determines the initial setting value as the parameter A. Then, the microcomputer 9 performs initial setting of the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 with the parameter A.
ステップ８０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、パラメータＡにて、障害物の検出動作を行う。具体的には、送波回路１１及び複共振マイク１５により、送波周波数Ｆａ、送波パルス数Ｎａにて超音波を送波する。超音波の送波開始時を始期とし、超音波の送波終了から所定時間が経過した時点を終期とする時間帯をマスク時間とする。マスク時間の経過後、受波回路１３及び複共振マイク１５により、周波数Ｆａの超音波（反射波）を検出する。このとき、受波回路１３におけるしきい値は、パラメータＡに含まれるＶthaであり、ＢＰＦＱはＱａである。 In step 80, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform an obstacle detection operation using the parameter A. Specifically, ultrasonic waves are transmitted by the transmission circuit 11 and the multi-resonance microphone 15 at the transmission frequency Fa and the number of transmission pulses Na. A masking time is defined as a time period starting from the start of ultrasonic wave transmission and ending when a predetermined time has elapsed since the end of ultrasonic transmission. After the elapse of the mask time, the receiving circuit 13 and the multi-resonance microphone 15 detect ultrasonic waves (reflected waves) having the frequency Fa. At this time, the threshold value in the receiving circuit 13 is Vtha included in the parameter A, and BPFQ is Qa.
ステップ９０では、ＥＣＵ５が超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに対し、結果要求を行う。
ステップ１００では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、ＥＣＵ５に対し結果応答を行う。応答の内容は、障害物の検出動作（ステップ８０、１５０、１８０）において、受波した反射波の反射波受波時間、ノイズモニタ（ステップ３０〜５０）の結果、送受波しないとの決定（後述するステップ１８０）等である。
In step 90, the ECU 5 makes a result request to the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d.
In step 100, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d make a result response to the ECU 5. In response to the obstacle detection operation (steps 80, 150, 180), the response content is the reflected wave reception time of the received reflected wave, and the result of the noise monitor (steps 30 to 50) is determined not to transmit / receive ( Step 180) described later.
ステップ１１０では、ＥＣＵ５が、前記ステップ１００で取得した結果応答に基づき、報知音の発生、及び表示を行う。具体的には、反射波受波時間から、障害物までの距離を算出し、その距離が所定のしきい値以下である場合は、車両１７の車室内に設置されたスピーカ（図示略）により警報を発するとともに、車両１７のインパネに設置された表示装置（図示略）に障害物の存在を示す表示を行う。また、後述するステップ１８０で送受波しないと決定した場合は、その旨を上記表示装置に表示する。 In step 110, the ECU 5 generates and displays a notification sound based on the result response acquired in step 100. Specifically, the distance to the obstacle is calculated from the reflected wave reception time. If the distance is equal to or less than a predetermined threshold value, a speaker (not shown) installed in the vehicle compartment of the vehicle 17 is used. In addition to issuing an alarm, a display indicating the presence of an obstacle is displayed on a display device (not shown) installed in the instrument panel of the vehicle 17. If it is determined not to transmit / receive in step 180 described later, a message to that effect is displayed on the display device.
一方、前記ステップ６０で、周波数Ｆａの超音波（環境ノイズ）における強度が、所定のしきい値を超えると判断した場合はステップ１２０に進む。ステップ１２０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、前記ステップ４０にてモニタした周波数Ｆｂの超音波（環境ノイズ）における強度が、所定のしきい値以下であるか否かを判断する。しきい値以下であった場合は環境ノイズなしとして、ステップ１３０に進む。一方、しきい値を超えた場合はステップ１６０に進む。 On the other hand, if it is determined in step 60 that the intensity of the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fa exceeds a predetermined threshold value, the process proceeds to step 120. In step 120, whether or not the intensity of the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fb monitored in step 40 by the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, 3d is equal to or less than a predetermined threshold value. Judging. If it is below the threshold value, it is determined that there is no environmental noise, and the process proceeds to step 130. On the other hand, if the threshold is exceeded, the process proceeds to step 160.
ステップ１３０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、初期設定値を、パラメータＢに決定する。そして、マイコン９は、パラメータＢにて、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定を行う。 In step 130, the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3 a, 3 b, 3 c, 3 d determines the initial setting value as the parameter B. Then, the microcomputer 9 performs initial setting of the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 with the parameter B.
ステップ１４０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、パラメータＢにて、障害物の検出動作を行う。具体的には、送波回路１１及び複共振マイク１５により、送波周波数Ｆｂ、送波パルス数Ｎｂにて超音波を送波する。マスク時間の経過後、受波回路１３及び複共振マイク１５により、周波数Ｆｂの超音波（反射波）を検出する。このとき、受波回路１３におけるしきい値は、パラメータＢに含まれるＶthbであり、ＢＰＦＱ値はＱbである。 In step 140, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform an obstacle detection operation using the parameter B. Specifically, ultrasonic waves are transmitted by the transmission circuit 11 and the multi-resonance microphone 15 at the transmission frequency Fb and the transmission pulse number Nb. After the elapse of the mask time, an ultrasonic wave (reflected wave) having a frequency Fb is detected by the receiving circuit 13 and the multi-resonance microphone 15. At this time, the threshold value in the receiving circuit 13 is Vthb included in the parameter B, and the BPFQ value is Qb.
一方、前記ステップ１２０で、周波数Ｆｂの超音波（環境ノイズ）における強度が、所定のしきい値を超えると判断した場合はステップ１５０に進む。ステップ１５０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、前記ステップ５０にてモニタした周波数Ｆｃの超音波（環境ノイズ）における強度が、所定のしきい値以下であるか否かを判断する。しきい値以下であった場合は環境ノイズなしとして、ステップ１６０に進む。一方、しきい値を超えた場合はステップ１８０に進む。 On the other hand, if it is determined in step 120 that the intensity of the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fb exceeds a predetermined threshold value, the process proceeds to step 150. In step 150, whether or not the intensity of the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fc monitored in step 50 by the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, 3d is equal to or less than a predetermined threshold value. Judging. If it is less than or equal to the threshold value, it is determined that there is no environmental noise and the process proceeds to step 160. On the other hand, if the threshold value is exceeded, the process proceeds to step 180.
ステップ１６０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、初期設定値を、パラメータＣに決定する。そして、マイコン９は、パラメータＣにて、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定を行う。 In step 160, the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d determines the initial setting value as the parameter C. Then, the microcomputer 9 initializes the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 with the parameter C.
ステップ１７０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、パラメータＣにて、障害物の検出動作を行う。具体的には、送波回路１１及び複共振マイク１５により、送波周波数Ｆｃ、送波パルス数Ｎｃにて超音波を送波する。マスク時間の経過後、受波回路１３及び複共振マイク１５により、周波数Ｆｂの超音波（反射波）を検出する。このとき、受波回路１３におけるしきい値は、パラメータＣに含まれるＶthcであり、ＢＰＦＱ値はＱcである。 In step 170, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform an obstacle detection operation using the parameter C. Specifically, ultrasonic waves are transmitted by the transmission circuit 11 and the multi-resonance microphone 15 at the transmission frequency Fc and the transmission pulse number Nc. After the elapse of the mask time, an ultrasonic wave (reflected wave) having a frequency Fb is detected by the receiving circuit 13 and the multi-resonance microphone 15. At this time, the threshold value in the receiving circuit 13 is Vthc included in the parameter C, and the BPFQ value is Qc.
一方、前記ステップ１５０で、周波数Ｆｃの超音波における強度が、所定のしきい値を超えると判断した場合はステップ１８０に進み、超音波の送受波をしないと決定する。
次に、図４、及び図５のタイミングチャートに基づき、障害物検出装置１が実行する処理を時系列的に説明する。
On the other hand, if it is determined in step 150 that the intensity of the frequency Fc in the ultrasonic wave exceeds a predetermined threshold value, the process proceeds to step 180, and it is determined not to transmit / receive the ultrasonic wave.
Next, processing executed by the obstacle detection apparatus 1 will be described in time series based on the timing charts of FIGS. 4 and 5.
ＥＣＵ５は、時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4において、それぞれ、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに対し、初期設定値を送信する。この処理は、前記ステップ１０の処理である。 ECU5 at time t 1, t 2, t 3 , t 4, respectively, ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, to 3d, transmits an initial setting value. This process is the process of step 10.
ＥＣＵ５は、時刻ｔ5において、超音波センサ３ａに対し、超音波の送受波を命令する。この処理は、前記ステップ２０の処理である。
このとき、超音波センサ３ａは、送受波動作を行う。送受波動作は、前記ステップ３０〜８０、１２０〜１４０、１５０〜１７０、及び１８０の処理である。
ECU5 At time t 5, to ultrasonic sensors 3a, directs the transmission and reception of the ultrasonic waves. This process is the process of step 20.
At this time, the ultrasonic sensor 3a performs a wave transmission / reception operation. The transmission / reception operation is the processing of steps 30 to 80, 120 to 140, 150 to 170, and 180.
送受波動作は、図５に示すように、ノイズモニタの時間帯、マスク時間、受波時間から成る。ノイズモニタの時間帯では、受波回路１３により、周波数Ｆａにおけるノイズモニタ、周波数Ｆｂにおけるノイズモニタ、周波数Ｆｃにおけるノイズモニタを順次行う。これらの処理はそれぞれ、前記ステップ３０〜５０の処理である。このとき、受波回路１３におけるしきい値及びＢＰＦＱ値は、ノイズモニタに適した値に設定される。 As shown in FIG. 5, the transmission / reception operation includes a noise monitor time zone, a mask time, and a reception time. In the time zone for noise monitoring, the receiving circuit 13 sequentially performs noise monitoring at the frequency Fa, noise monitoring at the frequency Fb, and noise monitoring at the frequency Fc. These processes are the processes of steps 30 to 50, respectively. At this time, the threshold value and the BPFQ value in the receiving circuit 13 are set to values suitable for the noise monitor.
マスク時間は、送波回路１１が、ノイズモニタの結果に応じて設定された周波数、パルス数にて、超音波のパルスを送波する時間帯と、残響の時間帯とをカバーするように設定される。マスク時間においては、超音波を受波しないので、しきい値は高く設定される。 The mask time is set so that the transmission circuit 11 covers the time zone in which the ultrasonic pulse is transmitted and the reverberation time zone at the frequency and the number of pulses set according to the result of the noise monitor. Is done. In the mask time, since no ultrasonic wave is received, the threshold value is set high.
受波時間では、受波回路１３が、障害物で反射した超音波（反射波）を受波する。受波時間において、しきい値及びＢＰＦＱは、パラメータＡ〜Ｃで規定された値のうち、ノイズモニタの結果に応じて選択された値が設定される（前記ステップ３０〜７０、１２０〜１３０、１５０〜１６０参照）。なお、マスク時間及び受波時間における動作は、前記ステップ８０、１４０、１７０の処理である。 In the reception time, the reception circuit 13 receives the ultrasonic wave (reflected wave) reflected by the obstacle. In the reception time, the threshold value and the BPFQ are set to values selected according to the result of the noise monitor among the values defined by the parameters A to C (steps 30 to 70, 120 to 130, above). 150-160). Note that the operations in the mask time and the reception time are the processes in steps 80, 140, and 170.
図４に戻り、ＥＣＵ５は、時刻ｔ6にて、超音波センサ３ａに対し、結果要求を行う。この処理は前記ステップ９０の処理である。このとき、超音波センサ３ａは、ＥＣＵ５に対し結果応答を行う。この処理は、前記ステップ１００の処理である。 Returning to FIG. 4, the ECU 5 makes a result request to the ultrasonic sensor 3 a at time t 6 . This process is the process of step 90. At this time, the ultrasonic sensor 3a makes a result response to the ECU 5. This process is the process of step 100 described above.
ＥＣＵ５は、超音波センサ３ｂ、３ｃ、３ｄに対しても、超音波センサ３ａの場合と同様に、超音波の送受波を命令する。それに対し、超音波センサ３ｂ、３ｃ、３ｄは、超音波センサ３ａの場合と同様に、送受波動作を行う。 The ECU 5 commands the ultrasonic sensors 3b, 3c, and 3d to transmit and receive ultrasonic waves as in the case of the ultrasonic sensor 3a. On the other hand, the ultrasonic sensors 3b, 3c, and 3d perform a wave transmission / reception operation as in the case of the ultrasonic sensor 3a.
また、ＥＣＵ５は、超音波センサ３ｂ、３ｃ、３ｄに対しても、超音波センサ３ａの場合と同様に、結果要求を行う。それに対し、超音波センサ３ｂ、３ｃ、３ｄは、超音波センサ３ａの場合と同様に、結果応答を行う。
３．障害物検出装置１が奏する効果
障害物検出装置１が奏する効果を説明する。
(i) 障害物検出装置１を構成する超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、複数の周波数Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃのうち、ノイズモニタの結果に応じて、環境ノイズが少ない周波数を設定し、障害物を検出する。そのため、障害物検出装置１は、環境ノイズに対する耐性が高い。
(ii) 障害物検出装置１は、障害物の検出動作（前記ステップ８０、１４０、１７０）の直前にノイズモニタを行い、周波数を設定するので、一層、環境ノイズに対する耐性が高く、障害物の検出結果に対する高い信頼性が得られる。
(iii) 障害物検出装置１では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ自体がノイズモニタを行うとともに、環境ノイズが少ない周波数を設定する。そのため、ノイズモニタの結果をＥＣＵ５に送り、ＥＣＵ５にてノイズモニタの結果を評価し、その評価結果を超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送るような方式に比べ、障害物の検出におけるレスポンスを向上させることができる。
(iv) 障害物検出装置１は、周波数Ｆａにおける環境ノイズ、周波数Ｆｂにおける環境ノイズ、及び周波数Ｆｃにおける環境ノイズとしきい値とを順次比較し、環境ノイズが最初にしきい値より小さくなった周波数を送受波する周波数として設定する。こうすることにより、必ずしも、周波数Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃの全てについて、環境ノイズとしきい値とを比較しなくてもよいので、周波数の設定を迅速に行うことができる。
（第２の実施形態）
障害物検出装置１の構成は前記第１の実施形態と同様であるが、障害物検出装置１が実行する処理において一部相違する。以下では、その相違点を中心に説明し、前記第１の実施形態と同様の部分については、説明を簡略化する。
Further, the ECU 5 makes a result request to the ultrasonic sensors 3b, 3c, and 3d as in the case of the ultrasonic sensor 3a. On the other hand, the ultrasonic sensors 3b, 3c, and 3d perform a result response as in the case of the ultrasonic sensor 3a.
3. Effects of Obstacle Detection Device 1 Effects of the obstacle detection device 1 will be described.
(i) The ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d constituting the obstacle detection device 1 set a frequency with less environmental noise among the plurality of frequencies Fa, Fb, and Fc according to the result of the noise monitor. Detect obstacles. Therefore, the obstacle detection device 1 is highly resistant to environmental noise.
(ii) The obstacle detection device 1 performs noise monitoring immediately before the obstacle detection operation (steps 80, 140, 170) and sets the frequency. High reliability for the detection result is obtained.
(iii) In the obstacle detection apparatus 1, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d themselves perform noise monitoring and set a frequency with less environmental noise. Therefore, compared with a method in which the result of the noise monitor is sent to the ECU 5, the result of the noise monitor is evaluated by the ECU 5, and the evaluation result is sent to the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, 3d, the response in detecting the obstacle Can be improved.
(iv) The obstacle detection apparatus 1 sequentially compares the environmental noise at the frequency Fa, the environmental noise at the frequency Fb, and the environmental noise at the frequency Fc with a threshold value, and determines the frequency at which the environmental noise first becomes smaller than the threshold value. Set as frequency to transmit / receive. By doing so, it is not always necessary to compare the environmental noise and the threshold for all of the frequencies Fa, Fb, and Fc, so that the frequency can be set quickly.
(Second Embodiment)
The configuration of the obstacle detection device 1 is the same as that of the first embodiment, but a part of the processing executed by the obstacle detection device 1 is different. Hereinafter, the difference will be mainly described, and the description of the same parts as those in the first embodiment will be simplified.
本実施形態の障害物検出装置１が実行する処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。ステップ２１０〜２５０の処理は、前記第１の実施形態におけるステップ１０〜５０の処理と同様である。但し、ステップ２３０〜２５０のノイズモニタでは、環境ノイズをモニタする時間を、全ての周波数について同一とする。 Processing executed by the obstacle detection device 1 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Steps 210 to 250 are the same as steps 10 to 50 in the first embodiment. However, in the noise monitor in steps 230 to 250, the time for monitoring environmental noise is the same for all frequencies.
ステップ２６０では、前記ステップ２３０のノイズモニタにおいて、周波数Ｆａの超音波（環境ノイズ）の強度が所定のしきい値（しきい電圧）を超えていた累積時間（以下ｔａとする）と、前記ステップ２４０のノイズモニタにおいて、周波数Ｆｂの超音波（環境ノイズ）の強度が前記所定のしきい値を超えていた累積時間（以下ｔｂとする）と、前記ステップ２５０のノイズモニタにおいて、周波数Ｆｃの超音波（環境ノイズ）の強度が、前記所定のしきい値を超えていた累積時間（以下ｔｃとする）とを対比する。そして、ｔａが最も短かった場合はステップ２７０に進み、ｔｂが最も短かった場合はステップ３２０に進み、ｔｃが最も短かった場合はステップ３４０に進む。なお、ｔａ、ｔｂ、ｔｃの中に、最も短いもの（累積時間が０の場合を含む）が２以上あった場合は、予め設定しておいた優先順位に基づいて選択を行うことができる。例えば、ｔａ、ｔｂ、ｔｃがいずれも０であった（いずれの周波数についても、環境ノイズの強度がしきい値を全く超えなかった）場合、ｔａ、ｔｂ、ｔｃの優先順位を、ｔａ＞ｔｂ＞ｔｃと決めておけば、ステップ２７０に進むことができる。 In step 260, in the noise monitor of step 230, the accumulated time (hereinafter referred to as ta) during which the intensity of the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fa exceeds a predetermined threshold (threshold voltage), and the step In the noise monitor 240, the accumulated time (hereinafter referred to as tb) during which the intensity of the ultrasonic wave (environmental noise) at the frequency Fb exceeds the predetermined threshold value and the frequency Fc The accumulated time (hereinafter referred to as tc) in which the intensity of the sound wave (environmental noise) has exceeded the predetermined threshold is compared. If ta is the shortest, the process proceeds to step 270. If tb is the shortest, the process proceeds to step 320. If tc is the shortest, the process proceeds to step 340. If there are two or more of ta, tb, and tc (including the case where the accumulated time is 0), the selection can be made based on a preset priority order. For example, when ta, tb, and tc are all 0 (the intensity of environmental noise does not exceed the threshold value at any frequency), the priority order of ta, tb, and tc is set as ta> tb. If it is determined that> tc, the process can proceed to step 270.
ステップ２７０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、初期設定値を、パラメータＡに決定する。そして、マイコン９は、パラメータＡにて、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定を行う。 In step 270, the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d determines the initial setting value as the parameter A. Then, the microcomputer 9 performs initial setting of the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 with the parameter A.
ステップ２８０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、パラメータＡにて、障害物の検出動作を行う。
ステップ２９０では、ＥＣＵ５が超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに対し、結果要求を行う。
In step 280, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform an obstacle detection operation using the parameter A.
In step 290, the ECU 5 makes a result request to the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d.
ステップ３００では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、ＥＣＵ５に対し結果応答を行う。
ステップ３１０では、ＥＣＵ５が、前記ステップ３００で取得した結果応答に基づき、報知音の発生、及び表示を行う。
In step 300, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d make a result response to the ECU 5.
In step 310, the ECU 5 generates and displays a notification sound based on the result response acquired in step 300.
一方、前記ステップ２６０で、ｔｂが最も短かったと判断した場合はステップ３２０に進み、ステップ３２０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、初期設定値を、パラメータＢに決定する。そして、マイコン９は、パラメータＢにて、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定を行う。 On the other hand, if it is determined in step 260 that tb is the shortest, the process proceeds to step 320. In step 320, the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d determines the initial setting value as the parameter B. . Then, the microcomputer 9 performs initial setting of the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 with the parameter B.
ステップ３３０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、パラメータＢにて、障害物の検出動作を行う。
一方、前記ステップ２６０で、ｔｃが最も短かったと判断した場合はステップ３４０に進み、ステップ３４０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのマイコン９が、初期設定値を、パラメータＣに決定する。そして、マイコン９は、パラメータＣにて、送波回路１１及び受波回路１３の初期設定を行う。
In step 330, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform an obstacle detection operation using the parameter B.
On the other hand, if it is determined in step 260 that tc is the shortest, the process proceeds to step 340. In step 340, the microcomputer 9 of the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d determines the initial setting value as the parameter C. . Then, the microcomputer 9 initializes the transmission circuit 11 and the reception circuit 13 with the parameter C.
ステップ３５０では、超音波センサ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、パラメータＣにて、障害物の検出動作を行う。
本実施の形態に係る障害物検出装置１は、前記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
In step 350, the ultrasonic sensors 3a, 3b, 3c, and 3d perform an obstacle detection operation using the parameter C.
The obstacle detection apparatus 1 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.
尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記第１の実施形態では、周波数Ｆａにおける環境ノイズ、周波数Ｆｂにおける環境ノイズ、及び周波数Ｆｃにおける環境ノイズを対比し、最も環境ノイズが小さくなる周波数を、障害物の検出に用いる周波数として設定するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment at all, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from this invention.
For example, in the first embodiment, the environmental noise at the frequency Fa, the environmental noise at the frequency Fb, and the environmental noise at the frequency Fc are compared, and the frequency with the smallest environmental noise is set as the frequency used for detecting the obstacle. You may make it do.
１・・・障害物検出装置、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・超音波センサ、
７・・・配線、９・・・マイコン、１１・・・送波回路、１３・・・受波回路、
１５・・・複共振マイク、１７・・・車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Obstacle detection apparatus, 3a, 3b, 3c, 3d ... ultrasonic sensor,
7 ... Wiring, 9 ... Microcomputer, 11 ... Transmission circuit, 13 ... Reception circuit,
15 ... multi-resonance microphone, 17 ... vehicle
Claims (5)
前記超音波センサに、前記超音波の送受波を命令するとともに、前記超音波センサから前記超音波の受波結果を取得し、前記受波結果に基づいて障害物を検出する制御手段と、
を備える障害物検出装置であって、
前記超音波センサは、
前記送受波手段が前記超音波を送波しないときに受波した超音波に基づき、送受波する前記超音波の周波数を設定する周波数設定手段を備えることを特徴とする障害物検出装置。 An ultrasonic sensor comprising a wave transmitting / receiving means capable of transmitting and receiving ultrasonic waves at a plurality of types of frequencies;
Instructing the ultrasonic sensor to transmit and receive the ultrasonic wave, acquiring the ultrasonic wave reception result from the ultrasonic sensor, and detecting an obstacle based on the wave reception result;
An obstacle detection device comprising:
The ultrasonic sensor is
An obstacle detection apparatus comprising: frequency setting means for setting a frequency of the ultrasonic wave to be transmitted / received based on an ultrasonic wave received when the ultrasonic wave is not transmitted by the wave transmitting / receiving means.
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