JP2014085131A - Distance detection device, and distance detection program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable distance detection device to identify plural stationary article, the device being used in detecting a distance to a target by transmitting and receiving a sound wave.SOLUTION: A sound-wave sensor performs: enhancing a set sensitivity for obtaining a reflection wave after elapsing a response period since transmitting a sound wave, the response period corresponding to a reference distance that is within a distance in which plural targets with different sizes of surfaces for receiving the sound wave can be identified (S130-S160); determining presence of a target and a distance thereto by comparing a reception level of the reflection wave obtained as a result of the transmitted wave being reflected on the target with a pre-set threshold (S170). Thus enhancing the sensitivity for a zone farther than the reference distance makes it possible to detect both targets with a small reflection surface and a large reflection surface. Further, thus lowering sensitivity for a zone closer to the reference distance detects no target with a small reflection surface, while enabling detection of a target with a large reflection surface.

Description

本発明は、音波を送受信することによって物標までの距離を検出する距離検出装置、および距離検出プログラムに関する。   The present invention relates to a distance detection device that detects a distance to a target by transmitting and receiving sound waves, and a distance detection program.

上記距離検出装置として、ドップラー効果を利用して、移動物と静止物とを識別するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As the distance detection device, one that distinguishes a moving object and a stationary object using the Doppler effect is known (for example, see Patent Document 1).

特開2010−139330号公報JP 2010-139330 A

しかしながら、上記距離検出装置では、例えば、小さな段差と壁面というような、異なる静止物を識別することが難しいという問題点があった。
そこで、このような問題点を鑑み、音波を送受信することによって物標までの距離を検出する距離検出装置および距離検出プログラムにおいて、複数の静止物を識別できるようにすることを本発明の目的とする。
However, the distance detection device has a problem that it is difficult to distinguish different stationary objects such as small steps and wall surfaces.
Accordingly, in view of such problems, an object of the present invention is to enable identification of a plurality of stationary objects in a distance detection device and a distance detection program that detect a distance to a target by transmitting and receiving sound waves. To do.

かかる目的を達成するために成された請求項1に記載の距離検出装置において、物標判定手段は、送信した音波が物標に反射して得られた反射波の受信レベルと予め設定された閾値とを比較することによって物標の有無および物標までの距離を判定する。そして、感度変更手段は、音波を送信してから、音波の反射面の大きさが異なる複数の物標を識別可能な距離範囲内である基準距離に対応する対応時間が経過後において物標判定手段が反射波を得るための感度をより高く設定する。   The distance detection apparatus according to claim 1, wherein the target determination unit is preset with a reception level of a reflected wave obtained by reflecting the transmitted sound wave on the target. The presence or absence of the target and the distance to the target are determined by comparing with the threshold. The sensitivity changing means transmits the sound wave, and then determines the target after a corresponding time corresponding to a reference distance within a distance range in which a plurality of targets having different reflection surface sizes of the sound wave can be identified. The means sets the sensitivity for obtaining the reflected wave higher.

このような距離検出装置によれば、基準距離よりも遠い領域では、感度を高くしているので、反射面の小さなもの(反射率の小さなもの)および反射面の大きなもの(反射率の大きなもの)の両方を検出することができる。また、基準距離よりも近い領域では、感度を低くしているので、反射面の小さなものは検出されず、かつ反射面の大きなものは検出することができる。よって、物標までの距離が基準距離を挟んで変化する過程で、物標が検出できる状態と検出できない状態との変化を検出することで、複数の物標を識別することができる。特にソナーの検出情報に応じてブレーキをかけるシステムなど、検出の正確さとレスポンスの両方を要求されるシステムにおいて有用である。   According to such a distance detection device, the sensitivity is increased in a region farther than the reference distance, so that the reflective surface is small (low reflectance) and the reflective surface is large (high reflectance). ) Both can be detected. In addition, in the region closer than the reference distance, the sensitivity is lowered, so that a small reflection surface is not detected, and a large reflection surface can be detected. Therefore, a plurality of targets can be identified by detecting a change between a state where the target can be detected and a state where the target cannot be detected in a process in which the distance to the target changes with the reference distance interposed therebetween. This is particularly useful in a system that requires both detection accuracy and response, such as a system that applies a brake according to detection information of a sonar.

したがって、基準距離以上から基準距離未満に接近した物標が、例えば、小さな段差であるか、壁面であるか等、音波の反射面の大きさが異なる複数の物標を良好に識別することができる。   Therefore, it is possible to satisfactorily identify a plurality of targets having different sizes of sound wave reflection surfaces, such as whether a target approaching the reference distance or more and less than the reference distance is a small step or a wall surface, for example. it can.

なお、上記目的を達成するためには、コンピュータを、距離検出装置を構成する各手段として実現するための距離検出プログラムとしてもよい。また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。   In order to achieve the above object, a computer may be used as a distance detection program for realizing each unit constituting the distance detection device. Further, the descriptions in the claims can be arbitrarily combined as much as possible. At this time, a part of the configuration may be excluded within a range in which the object of the invention can be achieved.

本発明が適用された距離検出システム1の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the distance detection system 1 to which this invention was applied. 音波センサ10の演算部11が実行する検出処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a detection process executed by the calculation unit 11 of the acoustic wave sensor 10. 各種閾値に対応する反射波強度を示すグラフである。It is a graph which shows the reflected wave intensity | strength corresponding to various threshold values. 物標が壁面である場合の反射波強度を示すグラフである。It is a graph which shows the reflected wave intensity in case a target is a wall surface. 物標が段差である場合の反射波強度を示すグラフである。It is a graph which shows the reflected wave intensity in case a target is a level | step difference. 物標がφ400ポールである場合の反射波強度を示すグラフである。It is a graph which shows the reflected wave intensity in case a target is (phi) 400 pole. 衝突回避制御部40のCPU11が実行する回避処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing avoidance processing executed by a CPU 11 of a collision avoidance control unit 40.

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
[本実施形態の構成]
本発明が適用された距離検出システム1は、例えば乗用車等の車両に搭載されており、この車両(自車両)の前方や後方に位置する壁面や段差等の障害物を検出し、車両の走行に支障がある場合(例:壁面)に、制動等の制御を行うシステムである。距離検出システム1は、図1に示すように、音波センサ10と、ソナー制御部30と、衝突回避制御部40と、ブレーキアクチュエータ50と、を備えている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Configuration of this embodiment]
The distance detection system 1 to which the present invention is applied is mounted on a vehicle such as a passenger car, for example, and detects obstacles such as wall surfaces and steps located in front of or behind the vehicle (own vehicle) to drive the vehicle. This is a system that performs control such as braking when there is a hindrance (eg wall surface). As shown in FIG. 1, the distance detection system 1 includes a sound wave sensor 10, a sonar control unit 30, a collision avoidance control unit 40, and a brake actuator 50.

そして、音波センサ10およびソナー制御部30は、例えばLINプロトコルで通信が実施される通信線4で接続されており、ソナー制御部30、衝突回避制御部40、およびブレーキアクチュエータ50は、例えばCANプロトコルで通信が実施される通信線5で接続されている。   The sonic sensor 10 and the sonar control unit 30 are connected via a communication line 4 that performs communication using, for example, the LIN protocol. The sonar control unit 30, the collision avoidance control unit 40, and the brake actuator 50 include, for example, the CAN protocol. The communication line 5 is used for communication.

音波センサ10は、超音波等の音波を送受信することによって音波を反射した物標までの距離を検出する周知の音波センサとしての機能を備えている。特に、本実施形態の音波センサ10は、検出する物標の距離に応じて感度を変更する機能を備えている。なお、感度を変更する機能については後述する。   The sound wave sensor 10 has a function as a well-known sound wave sensor that detects a distance to a target that reflects sound waves by transmitting and receiving sound waves such as ultrasonic waves. In particular, the sound wave sensor 10 of the present embodiment has a function of changing the sensitivity according to the distance of the target to be detected. A function for changing the sensitivity will be described later.

音波センサ10は、演算部11と、送受信部12と、第1増幅部13と、可変増幅部14と、第2増幅部15と、比較部16と、閾電圧生成部17と、通信部18とを備えている。   The sonic sensor 10 includes a calculation unit 11, a transmission / reception unit 12, a first amplification unit 13, a variable amplification unit 14, a second amplification unit 15, a comparison unit 16, a threshold voltage generation unit 17, and a communication unit 18. And.

演算部11は、CPU11aやメモリ11b等を備えたコンピュータとして構成され、音波センサ10を構成する各部に対して各種指令を送信する。なお、演算部11は、後述する検出処理等の処理を実施する。また、メモリ11bには、本発明でいう距離検出プログラムが格納されており、CPU11aによって実行される。   The calculation unit 11 is configured as a computer including a CPU 11a, a memory 11b, and the like, and transmits various commands to each unit configuring the sound wave sensor 10. In addition, the calculating part 11 implements processes, such as a detection process mentioned later. The memory 11b stores a distance detection program referred to in the present invention and is executed by the CPU 11a.

送受信部12は、演算部11からの指令に応じて音波を送信し、物標によるその反射波を受信する。そして、反射波の受信レベルの大きさに応じて信号を生成し、第1増幅部に送る。なお、送受信部12は、例えば、圧電素子から構成されている。   The transmission / reception unit 12 transmits a sound wave in response to a command from the calculation unit 11 and receives the reflected wave from the target. And a signal is produced | generated according to the magnitude | size of the reception level of a reflected wave, and it sends to a 1st amplifier. In addition, the transmission / reception part 12 is comprised from the piezoelectric element, for example.

第1増幅部13および第2増幅部15は、アンプ等の増幅回路から構成されている。第1増幅部13は、送受信部12にて出力された信号を所定の増幅率で増幅する。
可変増幅部14は、演算部11によってその都度設定された任意の増幅率で第1増幅部13から出力された信号を増幅する。そして、第2増幅部15は、可変増幅部14にて出力された信号を所定の増幅率で増幅する。
The first amplifying unit 13 and the second amplifying unit 15 are configured by an amplifier circuit such as an amplifier. The first amplification unit 13 amplifies the signal output from the transmission / reception unit 12 with a predetermined amplification factor.
The variable amplifying unit 14 amplifies the signal output from the first amplifying unit 13 at an arbitrary amplification factor set by the arithmetic unit 11 each time. The second amplifying unit 15 amplifies the signal output from the variable amplifying unit 14 with a predetermined amplification factor.

閾電圧生成部17は、演算部11による指令に従って比較用の閾電圧を生成する。そして比較部16は、閾電圧生成部17によって生成された閾電圧と、第2増幅部15にて出力された信号の電圧とを比較し、信号の電圧が閾電圧を超えたときに演算部11に信号を出力する。   The threshold voltage generation unit 17 generates a threshold voltage for comparison in accordance with a command from the calculation unit 11. The comparison unit 16 compares the threshold voltage generated by the threshold voltage generation unit 17 with the voltage of the signal output from the second amplification unit 15, and when the signal voltage exceeds the threshold voltage, the calculation unit 11 outputs a signal.

演算部11では、比較部16からの信号を受信したタイミングに従って、音波を反射した物標が存在する距離を演算する。なお、演算部11は、物標までの距離の演算結果を通信部18および通信線4を介してソナー制御部30に対して送信する。ただし、通信部18(後述する通信部38,48も同様)は、通信線4,5を介して通信を実施する周知の通信モジュールとして構成されている。   The computing unit 11 computes the distance at which the target reflecting the sound wave is present according to the timing at which the signal from the comparing unit 16 is received. The calculation unit 11 transmits the calculation result of the distance to the target to the sonar control unit 30 via the communication unit 18 and the communication line 4. However, the communication unit 18 (the same applies to communication units 38 and 48 described later) is configured as a known communication module that performs communication via the communication lines 4 and 5.

次に、ソナー制御部30は、ソナー制御部30は、CPU31と、メモリ32と、通信部38とを備えている。CPU31は、メモリ32に格納されたプログラムに応じて処理を実施し、具体的には、音波センサ10に対する設定等、音波センサ10を制御する処理と、物標までの距離の演算結果を衝突回避制御部40に送信する処理とを実施する。   Next, the sonar control unit 30 includes a CPU 31, a memory 32, and a communication unit 38. The CPU 31 performs processing according to the program stored in the memory 32. Specifically, the CPU 31 controls the acoustic sensor 10 such as setting for the acoustic sensor 10, and the collision avoidance of the calculation result of the distance to the target. Processing to be transmitted to the control unit 40 is performed.

また、衝突回避制御部40は、物標の検出結果に応じてブレーキアクチュエータ50等の被制御対象を制御する機能を有する。衝突回避制御部40は、CPU41と、メモリ42と、通信部48とを備えている。これらのCPU41、メモリ42、通信部48は、ソナー制御部30に備えられたCPU31、メモリ32、通信部38と同様のハードウェア構成である。なお、衝突回避制御部40のCPU41は、後述する回避処理等の処理を行う。   Further, the collision avoidance control unit 40 has a function of controlling a controlled object such as the brake actuator 50 according to the detection result of the target. The collision avoidance control unit 40 includes a CPU 41, a memory 42, and a communication unit 48. The CPU 41, the memory 42, and the communication unit 48 have the same hardware configuration as the CPU 31, the memory 32, and the communication unit 38 provided in the sonar control unit 30. In addition, CPU41 of the collision avoidance control part 40 performs processes, such as an avoidance process mentioned later.

[本実施形態の処理]
このような距離検出システム1において、音波センサ10の演算部11(CPU11a)は、図2に示す検出処理を実施する。検出処理は、物標までの距離を、感度を変更しつつ検出する処理である。
[Process of this embodiment]
In such a distance detection system 1, the calculation unit 11 (CPU 11a) of the sound wave sensor 10 performs the detection process shown in FIG. The detection process is a process for detecting the distance to the target while changing the sensitivity.

詳細には、図2に示すように、まず、音波の送信タイミングになったか否かを判定する(S110)。ここで、音波は予め設定された周期(例えば100ms)毎に送信されるよう設定されており、この処理では、前回音波が送信されてからの経過時間を監視することによって送信タイミングになったか否かを判定する。   Specifically, as shown in FIG. 2, first, it is determined whether or not the sound wave transmission timing has come (S110). Here, the sound wave is set to be transmitted at a preset period (for example, 100 ms). In this process, whether or not the transmission timing is reached by monitoring the elapsed time since the last sound wave was transmitted. Determine whether.

送信タイミングになっていなければ(S110:NO)、S110の処理を繰り返す。また、送信タイミングになっていれば(S110:YES)、送受信部12を介して音波を送信する(S120)。この処理では例えば0.2msだけ音波を送信する。   If it is not the transmission timing (S110: NO), the process of S110 is repeated. Moreover, if it is a transmission timing (S110: YES), a sound wave will be transmitted via the transmission / reception part 12 (S120). In this process, for example, a sound wave is transmitted for 0.2 ms.

続いて、電波の送信後、予め設定された規定時間(対応時間)が経過したか否かを判定する(S130)。ここで、規定時間とは、音波を送信してから、音波の反射面の大きさが異なる複数の物標を識別可能な距離範囲内である基準距離に対応する時間を表し、例えば、基準距離を2mとする場合には、約12msとなる。   Subsequently, it is determined whether or not a predetermined time (corresponding time) set in advance has elapsed after transmission of the radio wave (S130). Here, the specified time represents a time corresponding to a reference distance within a distance range in which a plurality of targets having different sizes of sound wave reflection surfaces can be identified after the sound wave is transmitted. For example, the reference distance When the length is 2 m, it is about 12 ms.

規定時間が経過していなければ(S130:NO)、音波センサ10の感度を相対的に低く設定する(S140)。詳細には、可変増幅部14による増幅率を相対的に低く設定するとともに、閾電圧生成部17に生成させる閾電圧を相対的に高く設定することで、反射面の小さな段差等は検出されず、かつ反射面の大きな壁面等は検出することができるようにする。このような処理が終了すると、後述するS170の処理に移行する。   If the specified time has not elapsed (S130: NO), the sensitivity of the sound wave sensor 10 is set to be relatively low (S140). Specifically, by setting the amplification factor by the variable amplification unit 14 to be relatively low and setting the threshold voltage to be generated by the threshold voltage generation unit 17 to be relatively high, a small step or the like on the reflection surface is not detected. In addition, a wall surface having a large reflection surface can be detected. When such a process is completed, the process proceeds to S170 described later.

また、S130の処理において、規定時間が経過していれば(S130:YES)、音波を送信してから予め設定された計測終了時間が経過したか否かを判定する(S150)。ここで、計測終了時間は、音波の送信を開始してから必要な距離を検出終了するまでの時間(例えば30ms:5m相当など)が設定される。   In the process of S130, if the specified time has elapsed (S130: YES), it is determined whether or not a preset measurement end time has elapsed since the sound wave was transmitted (S150). Here, as the measurement end time, a time (for example, 30 ms: equivalent to 5 m) from the start of transmission of sound waves to the end of detection of a necessary distance is set.

計測終了時間が経過していなければ(S150:NO)、音波センサ10の感度を相対的に高く設定する(S160)。詳細には、可変増幅部14による増幅率を相対的に高く設定するとともに、閾電圧生成部17に生成させる閾電圧を相対的に低く設定することで、反射面の小さなものおよび反射面の大きなものの両方を検出することができるようにする。   If the measurement end time has not elapsed (S150: NO), the sensitivity of the sound wave sensor 10 is set to be relatively high (S160). Specifically, by setting the amplification factor by the variable amplifying unit 14 to be relatively high and setting the threshold voltage to be generated by the threshold voltage generating unit 17 to be relatively low, one having a small reflecting surface and a large reflecting surface. Be able to detect both things.

続いて、反射波に基づく信号が閾電圧を超えたときに比較部16から送信される信号を検出し、このときの音波を送信してからの時間に基づいて物標までの距離を演算部11内のメモリに記録し(S170)、S130の処理に移行する。また、S150の処理にて、計測終了時間が経過していれば(S150:YES)、検出処理を終了する。   Subsequently, when the signal based on the reflected wave exceeds the threshold voltage, the signal transmitted from the comparison unit 16 is detected, and the distance to the target is calculated based on the time after transmitting the sound wave at this time. 11 (S170), and the process proceeds to S130. If the measurement end time has elapsed in S150 (S150: YES), the detection process is terminated.

ここで、本実施形態では、図3(a)に示すように可変増幅部14による増幅率(ゲイン)および閾電圧生成部17に生成させる閾電圧(閾値)を設定する。すなわち、増幅率については、基準距離(A)にてより高いゲインに切り替え、閾電圧については、基準距離(A)にてより小さな値に切り替える。   Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the amplification factor (gain) by the variable amplifier 14 and the threshold voltage (threshold) to be generated by the threshold voltage generator 17 are set. That is, the gain is switched to a higher gain at the reference distance (A), and the threshold voltage is switched to a smaller value at the reference distance (A).

このとき、反射面が大きな物標である壁面(上側の実線)は、基準距離(A)よりも近い領域で検出されるが、反射面が小さな物標である5cm90°の段差(下側の実線)は、基準距離(A)よりも近い領域では検出されないよう閾電圧および増幅率が設定されている。また、基準距離(A)よりも遠い領域では、何れの物標も検出されるよう閾電圧および増幅率が設定されている。   At this time, the wall surface (upper solid line) whose target is a large reflecting surface is detected in an area closer than the reference distance (A), but a step of 5 cm 90 ° (lower side) whose target is a small reflecting surface. The threshold voltage and the amplification factor are set so that the solid line) is not detected in the region closer than the reference distance (A). Further, the threshold voltage and the amplification factor are set so that any target is detected in a region farther than the reference distance (A).

なお、閾電圧や増幅率については、このような特性が得られるよう、実験的に設定される。また、図3(a)において閾電圧は、基準距離(A)よりも近い領域においては段階的にかつ単調に高くなるよう設定し、基準距離(A)よりも遠い領域において段階的にかつ単調に低くなるよう設定している。このように感度については、基準距離(A)よりも近い領域で反射面が大きな物標だけが検出され、かつ基準距離(A)よりも遠い領域で何れの物標も検出されるよう設定されていれば、任意の値(閾電圧や増幅率)に設定できる。   The threshold voltage and the amplification factor are set experimentally so that such characteristics can be obtained. In FIG. 3A, the threshold voltage is set to increase stepwise and monotonously in a region closer to the reference distance (A), and stepwise and monotonously in a region farther than the reference distance (A). Is set to be low. As described above, the sensitivity is set so that only a target having a large reflection surface is detected in an area closer than the reference distance (A) and any target is detected in an area farther than the reference distance (A). If so, it can be set to any value (threshold voltage or amplification factor).

ここで、図4、図5、図6(b)では、自車両が時間の経過とともに物標に接近する際において、物標を検出できているか否かを示し、実線で示す領域において物標を検出できていることを示す。このように設定された音波センサ10では、物標が衝突を回避する必要がある壁(反射面が大きい物標)である場合、図4(a)に示すように、基準距離(A)よりも遠い領域から検出することができる。   Here, in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 (b), it is shown whether or not the target vehicle can be detected when the host vehicle approaches the target as time passes. Is detected. In the acoustic wave sensor 10 set in this way, when the target is a wall (a target having a large reflecting surface) that needs to avoid a collision, as shown in FIG. Can also be detected from a distant area.

したがって、衝突を回避する必要がある壁が基準距離(A)よりも接近したときに、速やかに衝突を回避するための制御を実施することができる。また、物標が衝突を回避する必要がない小さな段差(反射面が小さい物標)である場合、図5(a)に示すように、物標が基準距離(A)よりも接近したときに、検出されなくなる。したがって、誤って衝突を回避する制御を行うことがない。   Therefore, when a wall that needs to avoid a collision is closer than the reference distance (A), it is possible to quickly perform control for avoiding the collision. Further, when the target is a small step (a target having a small reflecting surface) that does not need to avoid collision, as shown in FIG. 5A, when the target is closer than the reference distance (A) , No longer detected. Therefore, control for avoiding a collision by mistake is not performed.

ここで、本実施形態のように感度を変更しない場合の比較例を図3(b)および図3(c)に示す。図3(b)は、段差等の反射面が小さい物標を検出しないように感度を設定した例を示し、図3(c)は、早期に反射面が大きい物標を検出するための感度を設定した例を示す。   Here, a comparative example in the case where the sensitivity is not changed as in the present embodiment is shown in FIGS. 3B and 3C. FIG. 3B shows an example in which the sensitivity is set so as not to detect a target having a small reflecting surface such as a step, and FIG. 3C shows sensitivity for detecting a target having a large reflecting surface at an early stage. An example of setting is shown.

超音波ソナーを用いたシステムでは、その検出の正確さを確保するために、複数回数(例えば3回)の検出で物体検出確定を判定するのが一般的である。図3(b)に示すような感度を設定した場合において、物標が衝突を回避する必要がある壁である場合には、図4(b)に示すように、壁と段差とを識別可能な距離まで接近しなければ壁を検出することができない。このため、検出結果の確定等にさらに時間が掛かり、必要な制御が遅れる虞がある。なお、この場合、物標が衝突を回避する必要がない段差の場合には、図5(b)に示すように、段差が検出されることがないので誤った制御が実施される虞はない。   In a system using an ultrasonic sonar, in order to ensure the accuracy of the detection, it is common to determine the object detection confirmation by detecting a plurality of times (for example, three times). When sensitivity is set as shown in FIG. 3 (b), if the target is a wall that needs to avoid collision, the wall and step can be identified as shown in FIG. 4 (b). A wall cannot be detected unless it is close to a certain distance. For this reason, it may take more time to finalize the detection result and the necessary control may be delayed. In this case, if the target is a step that does not need to avoid a collision, the step is not detected as shown in FIG. .

次に、図3(c)に示すような感度を設定した場合において、物標が衝突を回避する必要がある壁である場合には、図4(c)に示すように、本実施形態の設定と同様に、早期に壁を検出できるので適切な制御を行うことができる。しかしながら、物標が衝突を回避する必要がない段差の場合には、図5(c)に示すように、段差との距離が接近しても検出された状態が継続するので、衝突を回避するための必要のない制御が実施される虞がある。   Next, in the case where the sensitivity as shown in FIG. 3C is set, when the target is a wall that needs to avoid a collision, as shown in FIG. Similar to the setting, since the wall can be detected at an early stage, appropriate control can be performed. However, in the case where the target does not need to avoid a collision, as shown in FIG. 5C, the detected state continues even if the distance from the step approaches, so the collision is avoided. There is a risk that control that is not necessary for this purpose is performed.

したがって、本実施形態の構成では、上記の例と比較して優位性があることが確認できた。なお、本実施形態の構成では、衝突を回避する必要があるが壁面よりも反射面が小さい物標であるφ400ポールを検出する際にも有利である。   Therefore, it has been confirmed that the configuration of the present embodiment has an advantage compared to the above example. In the configuration of the present embodiment, it is necessary to avoid a collision, but it is advantageous when detecting a φ400 pole that is a target having a smaller reflecting surface than the wall surface.

例えば、φ400ポールを検出する際には、例えば図6(a)に示すような反射波の出力が得られるが、このφ400ポールに接近する場合には、図6(b)に示すように、検出・非検出の状態が変化する。つまり、物標までの距離が基準距離(A)よりも遠いときには検出状態となり、基準距離(A)で一旦、非検出状態となるが、再度、検出状態となる。したがって、必要な制御を実施することができる。   For example, when detecting a φ400 pole, for example, an output of a reflected wave as shown in FIG. 6A is obtained, but when approaching this φ400 pole, as shown in FIG. The detection / non-detection status changes. That is, when the distance to the target is farther than the reference distance (A), the detection state is set, and at the reference distance (A), the detection state is temporarily set, but the detection state is set again. Therefore, necessary control can be performed.

次に、このような音波センサ10による検出結果を利用して車両の衝突を回避する回避処理について図7を用いて説明する。なお、本処理は、車両の衝突を回避するための処理ではあるが、衝突を回避できなかったとしても、最低限衝突の際の衝撃を軽減させることを可能とさせることを目的とする。   Next, avoidance processing for avoiding a vehicle collision using the detection result of the sound wave sensor 10 will be described with reference to FIG. Although this process is a process for avoiding a collision of a vehicle, the object is to make it possible to reduce the impact at the minimum even if the collision cannot be avoided.

回避処理では、図7に示すように、まず、音波センサ10による物標の検出結果を取得する(S310)。そして、物標を検出したか否かを判定する(S320)。この処理では、今回の回避処理において物標が検出されなかったとしても、一定時間以内(例えば1.0秒以内)において物標が検出されていた場合(一定時間以内に物標を検出した旨がメモリ42に記録されていた場合)には、S320の処理では物標を検出したものとして取り扱う。   In the avoidance process, as shown in FIG. 7, first, the detection result of the target by the sound wave sensor 10 is acquired (S310). Then, it is determined whether or not a target has been detected (S320). In this process, even if the target is not detected in the current avoidance process, if the target is detected within a certain time (for example, within 1.0 seconds) (that the target has been detected within a certain time) Is recorded in the memory 42), the processing in S320 treats the target as detected.

物標を検出していなければ(S320:NO)、回避処理を終了する。また、物標を検出していれば(S320:YES)、物標を検出した旨をメモリ42に記録する(S330)。ただし、今回の処理において物標を検出していない場合には、S330の処理を省略する。   If the target is not detected (S320: NO), the avoidance process is terminated. If the target has been detected (S320: YES), the fact that the target has been detected is recorded in the memory 42 (S330). However, if the target is not detected in the current process, the process of S330 is omitted.

続いて、危険度の判定を行う(S340)。ここで、危険度は、自車両の速度や加速度、物標までの距離等を総合的に勘案して予め準備されたマップや数式によって一義的に求められる。危険度が所定の基準値未満であれば(S340:NO)、回避処理を終了する。   Subsequently, the risk level is determined (S340). Here, the degree of danger is uniquely determined by a map or a mathematical formula prepared in advance by comprehensively considering the speed and acceleration of the host vehicle, the distance to the target, and the like. If the degree of risk is less than a predetermined reference value (S340: NO), the avoidance process is terminated.

また、危険度が基準値以上であれば(S340:YES)、物標までの距離と基準距離とを比較する(S350)。なお、ここでの基準距離は、S130の処理において判定に利用した規定時間に対応する距離である。   If the degree of risk is equal to or higher than the reference value (S340: YES), the distance to the target is compared with the reference distance (S350). Here, the reference distance is a distance corresponding to the specified time used for the determination in the process of S130.

物標までの距離が基準距離未満であれば(S350:YES)、ブレーキアクチュエータ50を介して車両に制動を加える制動付与を実施し(S360)、回避処理を終了する。また、物標までの距離が基準距離以上であれば(S350:NO)、制動付与の準備を行う(S370)。   If the distance to the target is less than the reference distance (S350: YES), braking is applied to apply braking to the vehicle via the brake actuator 50 (S360), and the avoidance process is terminated. If the distance to the target is greater than or equal to the reference distance (S350: NO), preparation for braking is performed (S370).

ここで、制動付与の準備とは、ブレーキアクチュエータ50を制動付与しない程度に作動させ、例えばブレーキパッドをブレーキディスクに近接させるなど、制動付与を行う際に直ちに制動できるようにすることを示す。   Here, the preparation for applying the brake indicates that the brake actuator 50 is operated to the extent that the brake is not applied, and the brake can be immediately applied when the brake is applied, for example, the brake pad is brought close to the brake disk.

このような処理が終了すると、回避処理を終了する。
[本実施形態による効果]
以上のように詳述した距離検出システム1において音波センサ10の演算部11は、音波を送信してから、音波の反射面の大きさが異なる複数の物標を識別可能な距離範囲内である基準距離に対応する規定時間(対応時間)が経過後(規定時間と同時または同時とみなせる程度に近接するタイミング、かつ物標を識別可能な距離範囲内に対応するタイミング)において反射波を得るための感度をより高く設定する。そして、送信した音波が物標に反射して得られた反射波の受信レベルと予め設定された閾値とを比較することによって物標の有無および物標までの距離を判定する。
When such processing ends, the avoidance processing ends.
[Effects of this embodiment]
In the distance detection system 1 described in detail above, the calculation unit 11 of the sound wave sensor 10 is within a distance range in which a plurality of targets having different reflection surface sizes can be identified after transmitting the sound wave. To obtain a reflected wave after the specified time (corresponding time) corresponding to the reference distance has elapsed (timing close enough to be considered to be the same as or simultaneously with the specified time and within a distance range where the target can be identified) Set a higher sensitivity. Then, the presence / absence of the target and the distance to the target are determined by comparing the reception level of the reflected wave obtained by reflecting the transmitted sound wave on the target with a preset threshold value.

このような距離検出システム1によれば、基準距離よりも遠い領域では、感度を高くしているので、反射面の小さなものおよび反射面の大きなものの両方を検出することができる。また、基準距離よりも近い領域では、感度を低くしているので、反射面の小さなものは検出されず、かつ反射面の大きなものは検出することができる。よって、物標までの距離が基準距離を挟んで変化する過程で、物標が検出できる状態と検出できない状態との変化を検出することで、複数の物標を識別することができる。   According to such a distance detection system 1, since sensitivity is high in a region farther than the reference distance, it is possible to detect both a small reflection surface and a large reflection surface. In addition, in the region closer than the reference distance, the sensitivity is lowered, so that a small reflection surface is not detected, and a large reflection surface can be detected. Therefore, a plurality of targets can be identified by detecting a change between a state where the target can be detected and a state where the target cannot be detected in a process in which the distance to the target changes with the reference distance interposed therebetween.

したがって、基準距離以上から基準距離未満に接近した物標が、例えば、小さな段差であるか、壁面であるか等、音波の反射面の大きさが異なる複数の物標を良好に識別することができる。   Therefore, it is possible to satisfactorily identify a plurality of targets having different sizes of sound wave reflection surfaces, such as whether a target approaching the reference distance or more and less than the reference distance is a small step or a wall surface, for example. it can.

また、上記距離検出システム1において音波センサ10の演算部11は、感度を段階的に高く設定する。
このような距離検出システム1によれば、感度を段階的に変化させる(つまり、急峻に感度を変更する)ことで、基準距離以上の物標を検出しやすくすることができる。なお、このように感度を段階的に変化させる際には、例えば6dB程度以上、感度が変化するとよい。
In the distance detection system 1, the calculation unit 11 of the sound wave sensor 10 sets the sensitivity in a stepwise manner.
According to such a distance detection system 1, it is possible to easily detect a target having a reference distance or more by changing the sensitivity stepwise (that is, abruptly changing the sensitivity). When the sensitivity is changed stepwise in this way, the sensitivity is preferably changed by, for example, about 6 dB or more.

さらに、上記距離検出システム1において音波センサ10の演算部11は、規定時間の経過後に閾値を単調減少させる。このようにしても、基準距離以上の物標を検出しやすくすることができる。   Further, in the distance detection system 1, the calculation unit 11 of the sound wave sensor 10 monotonously decreases the threshold value after the lapse of the specified time. Even in this case, it is possible to easily detect a target having a reference distance or more.

また、上記距離検出システム1において衝突回避制御部40(CPU41)は、基準距離以上において物標が検出された際に車両において制動付与の準備を行い、基準距離未満において物標が検出された際に車両において制動付与を行う。   In the distance detection system 1, the collision avoidance control unit 40 (CPU 41) prepares for braking when the target is detected at a reference distance or more, and when the target is detected at a distance less than the reference distance. The braking is applied to the vehicle.

すなわち、基準距離未満においては感度を高く設定しているので、概ね全ての物標を識別可能であり、識別結果に応じて制動を付与するための準備を行うことができる。そして、基準距離以上で物標が認識できている状態で基準距離未満になった場合において、物標を認識している場合には制動付与を行う。この際、既に制動付与の準備がされているので、速やかに制動を行うことができる。なお、基準距離以上では、物標を識別することは困難であるが、制動を付与することがないので、誤作動を抑制することができる。   That is, since the sensitivity is set high below the reference distance, almost all targets can be identified, and preparations for applying braking can be made according to the identification results. Then, when the target is less than the reference distance in a state where the target is recognized at the reference distance or more, braking is applied when the target is recognized. At this time, since braking preparation is already prepared, braking can be performed promptly. In addition, although it is difficult to identify a target at a reference distance or more, since no braking is applied, malfunction can be suppressed.

[その他の実施形態]
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
[Other Embodiments]
Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、基準距離以上で物標が認識できている状態で基準距離未満になった場合に制動付与を行う制御を実施したが、制動等の制御に換えて、或いは制動等の制御に加えて、警報等の報知を行うようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, control is performed to apply braking when the target is less than the reference distance in a state where the target is recognized above the reference distance, but instead of control such as braking or the like In addition to the above control, a warning or the like may be notified.

また、上記実施形態においては、全ての請求項に記載の構成を示したが、請求項2以下に記載の構成は必須の構成でなく、任意に選択的に採用することができる。
[本実施形態の構成と本発明の手段との関係]
本実施形態での音波センサ10は、本発明でいう距離検出装置に相当する。また、本実施形態における処理のうち、S170の処理は本発明でいう物標判定手段に相当し、S130〜S160の処理は本発明でいう感度変更手段に相当する。
Moreover, in the said embodiment, although the structure as described in all the claims was shown, the structure of Claim 2 or less is not an essential structure, and can be selectively employ | adopted arbitrarily.
[Relationship Between Configuration of Present Embodiment and Means of Present Invention]
The sound wave sensor 10 in the present embodiment corresponds to the distance detection device in the present invention. Further, among the processes in the present embodiment, the process of S170 corresponds to the target determining means in the present invention, and the processes of S130 to S160 correspond to the sensitivity changing means in the present invention.

さらに、S140、S160の処理は本発明でいう閾値変更手段に相当し、S360の処理は本発明でいう制動付与実行手段に相当し、S370の処理は本発明でいう制動付与準備手段に相当する。   Further, the processes in S140 and S160 correspond to the threshold value changing means in the present invention, the process in S360 corresponds to the braking application executing means in the present invention, and the process in S370 corresponds to the braking application preparing means in the present invention. .

1…距離検出システム、4…通信線、5…通信線、10…音波センサ、11…演算部、12…送受信部、13…第1増幅部、14…可変増幅部、15…第2増幅部、16…比較部、17…閾電圧生成部、18…通信部、30…ソナー制御部、31…CPU、32…メモリ、38…通信部、40…衝突回避制御部、41…CPU、42…メモリ、48…通信部、50…ブレーキアクチュエータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distance detection system, 4 ... Communication line, 5 ... Communication line, 10 ... Sound wave sensor, 11 ... Calculation part, 12 ... Transmission / reception part, 13 ... 1st amplification part, 14 ... Variable amplification part, 15 ... 2nd amplification part 16 ... comparison unit, 17 ... threshold voltage generation unit, 18 ... communication unit, 30 ... sonar control unit, 31 ... CPU, 32 ... memory, 38 ... communication unit, 40 ... collision avoidance control unit, 41 ... CPU, 42 ... Memory, 48 ... communication unit, 50 ... brake actuator.

Claims (5)

音波を送受信することによって物標までの距離を検出する距離検出装置(10)であって、
送信した音波が物標に反射して得られた反射波の受信レベルと予め設定された閾値とを比較することによって物標の有無および物標までの距離を判定する物標判定手段(S170)と、
前記音波を送信してから、音波の反射面の大きさが異なる複数の物標を識別可能な距離範囲内である基準距離に対応する対応時間が経過後において前記物標判定手段が反射波を得るための感度をより高く設定する感度変更手段(S130〜S160)と、
を備えたことを特徴とする距離検出装置。
A distance detection device (10) for detecting a distance to a target by transmitting and receiving sound waves,
Target determination means for determining the presence of the target and the distance to the target by comparing the reception level of the reflected wave obtained by reflecting the transmitted sound wave on the target with a preset threshold (S170). When,
After transmitting the sound wave, the target determining means transmits the reflected wave after a corresponding time corresponding to a reference distance within a distance range in which a plurality of targets having different sound wave reflection surfaces can be identified. Sensitivity changing means (S130 to S160) for setting a higher sensitivity to obtain;
A distance detection device comprising:
請求項1に記載の距離検出装置において、
前記感度変更手段は、前記感度を段階的に高く設定すること
を特徴とする距離検出装置。
The distance detection apparatus according to claim 1,
The distance detection apparatus, wherein the sensitivity changing means sets the sensitivity to be higher stepwise.
請求項2に記載の距離検出装置において、
前記感度変更手段は、前記対応時間の経過後に前記閾値を単調減少させる閾値変更手段(S140、S160)、
を備えたことを特徴とする距離検出装置。
The distance detection apparatus according to claim 2,
The sensitivity changing means is a threshold changing means (S140, S160) for monotonously decreasing the threshold after the corresponding time has elapsed.
A distance detection device comprising:
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の距離検出装置において、
当該距離検出装置は車両に搭載されており、
前記基準距離以上において物標が検出された際に前記車両において制動付与の準備を行う制動付与準備手段(S370)と、
前記基準距離未満において物標が検出された際に前記車両において制動付与を行う制動付与実行手段(S360)と、
を備えたことを特徴とする距離検出装置。
The distance detection device according to any one of claims 1 to 3,
The distance detection device is mounted on a vehicle,
Braking application preparation means (S370) for preparing for applying braking in the vehicle when a target is detected at the reference distance or more;
Braking application executing means (S360) for applying braking in the vehicle when a target is detected below the reference distance;
A distance detection device comprising:
コンピュータを請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の距離検出装置を構成する各手段として実現するための距離検出プログラム。   The distance detection program for implement | achieving a computer as each means which comprises the distance detection apparatus of any one of Claims 1-4.
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