JP2016080650A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲に存在する検知物体の高さを適正に算出する物体検知装置を提供する。
【解決手段】所定高さに取り付けられた測距センサ１０を用いて、物体を検知する物体検知装置２０であって、反射波の受信時刻と波高値とを取得する波形取得手段と、所定高さに存在する物体である基準障害物により反射された反射波の波高値を、基準値として算出する基準値算出手段と、検知物体により反射された反射波の波高値を、検知値として算出する検知値算出手段と、基準障害物と測距センサとの距離を基準距離として算出する基準距離算出手段と、検知物体と測距センサとの距離を検知距離として算出する検知距離算出手段と、基準値と検知値とに関して基準距離と検知距離との距離比に応じた補正を実施する補正手段と、補正手段による補正後の基準値と検知値との相対比較の結果に基づいて、所定高さに対する検知物体の相対的な高さを算出する高さ算出手段と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、探査波を送信し、物体により反射された反射波を受信することで周囲の物体を検知する物体検知装置に関する。

従来、超音波センサ等の測距センサを車両に搭載し、先行車両や歩行者、障害物等の車両周辺に存在する物体を検知するとともに、その物体検知結果に基づいて、車両の走行安全性を向上させるための各種制御、例えば、制動装置の作動や、運転者への報知等を行うことが提案されている。

車両の安全性を向上させる制御を行う場合、車両周囲の物体の高さに応じて、制御を開始するうえでの、物体との距離の閾値を変更する必要が生ずる。例えば、壁に沿って駐車を行う場合と、縁石に沿って駐車を行う場合とでは、壁よりも縁石のほうが、車両をより接近させることができる。

この種の物体検知装置として、特許文献１に記載の物体検知装置がある。特許文献１に記載の物体検知装置では、縁石の奥に物体が存在する状況において、縁石及び物体から反射される反射波が、間隔を開けて受信されることを利用して、縁石のような高さの低い物体の存在を検知している。

特開２００２−３５０５４０号公報

特許文献１に記載の物体検知装置では、縁石のような高さの低い物体の奥に、縁石よりも高さが高い物体が存在しない場合、縁石を検知したとしても、それが縁石であるのか壁であるのかの区別はできない。したがって、特許文献１に記載された発明では、縁石等のような高さの低い物体を検知することができる状況が限れているといえる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、移動体の周囲に存在する検知物体の高さを適正に算出することができる物体検知装置を提供することにある。

本発明は、所定高さに取り付けられ、周囲に探査波を送信し、該探査波の反射波を物体の検知情報として受信する測距センサを用いて、物体を検知する物体検知装置であって、反射波の受信時刻と、反射波の波高が最大となる値である波高値とを取得する波形取得手段と、波形取得手段にて取得した波高値により、少なくとも所定高さに存在する物体である基準障害物により反射された反射波の波高値を、基準値として算出する基準値算出手段と、波形取得手段にて取得した波高値により、検知対象の物体である検知物体により反射された反射波の波高値を、検知値として算出する検知値算出手段と、波形取得手段にて取得した反射波の受信時刻により、基準障害物と測距センサとの距離を基準距離として算出する基準距離算出手段と、波形取得手段にて取得した反射波の受信時刻により、検知物体と測距センサとの距離を検知距離として算出する検知距離算出手段と、基準値と検知値とに関して基準距離と検知距離との距離比に依存する減衰量の変化に応じた補正を実施する補正手段と、補正手段による補正後の基準値と検知値との相対比較の結果に基づいて、所定高さに対する検知物体の相対的な高さを算出する高さ算出手段と、を備えることを特徴とする。

測距センサが取り付けられた高さに存在する物体により反射された反射波は、地面などにより反射されることなく、直接測距センサに到達する。一方、測距センサが取り付けられた高さよりも低い物体により反射された反射波は、物体での反射前後の一方において地面により反射され、その反射により波高値が低下している可能性がある。上記構成では、この点に着目し、測距センサが取り付けられた高さに存在する物体を基準障害物とし、基準障害物により反射された反射波の波高値を基準値として、検知対象とする物体の波高値である検知値と比較するようにした。また特に、基準値と検知値とに関して基準距離と検知距離との距離比に依存する減衰量の変化に応じた補正を実施し、その補正後の基準値と検知値との相対比較の結果に基づいて、所定高さに対する検知物体の相対的な高さを算出するようにした。

かかる場合、測距センサに対する物体の位置の違いに応じて減衰の程度が相違することを加味しつつ、検知対象とする物体の、基準障害物に対する相対的な高さを精度よく算出することができる。

さらに、一般的に反射波の波高値は、温度や湿度の影響を受けて変化する。この点、上記構成では、都度の物体検知時に求めた基準値と検知値との比較により検知物体の高さを算出しているため、温度や湿度の影響を受けることなく、検知物体の高さを算出することができる。

第１実施形態に係る物体検知装置の概要を示す図である。 物体検知装置が搭載された車両の上面図である。 （ａ）が探査波の波形を示す図であり、（ｂ）が反射波の波形を示す図である。 反射波の波形を詳細に示す図である。 （ａ）が、測距センサの取り付け位置よりも高い物体の反射波の行程を示しており、（ｂ）が、測距センサの取り付け位置よりも低い物体の反射波の行程を示している。 第１実施形態における処理を示すフローチャートである。 第１実施形態における基準障害物の抽出処理を示すサブルーチンである。 第２実施形態における縦列駐車の状況を示す図である。 第２実施形態における処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における並列駐車の状況を示す図である。 第３実施形態における処理を示すフローチャートである。 第４実施形態における波高値の算出方法を示す図である。

以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図中、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る物体検知装置の構成を示している。物体検知装置は、車両に搭載され、車両の周囲に存在する、他の車両や道路構造物等の物体と車両との距離を算出する装置であり、測距センサ１０と、測距センサ１０を制御するＥＣＵ２０とを含んで構成されている。

測距センサ１０は、例えば超音波センサであり、２０〜１００ｋＨｚの超音波を探査波として送信する機能と、物体に到達して反射された探査波を反射波として受信する機能とを有している。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、各種メモリ、Ａ／Ｄ変換器等を備えるマイコン等を含んで構成されている。ＥＣＵ２０が備えるＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムにより、センサ制御部２１としての機能と、距離算出部２２としての機能と、車両制御部２３としての機能とを実現する。

センサ制御部２１は、測距センサ１０への制御信号の送信、及び、測距センサ１０が受信した反射波の波高値の取得を行う。このとき、測距センサ１０は、ＥＣＵ２０からの指示に基づき、所定間隔おき（例えば数ミリ秒おき）に、所定時間を１回の送信機会として、繰り返し探査波を送信する。距離算出部２２は、測距センサ１０が受信した反射波により、車両と物体との距離を算出する。車両制御部２３は、測距センサ１０が算出した車両周囲の物体との距離に基づいて、操舵角制御や加減速制御等の、車両の挙動に対する制御を行ったり、運転者に対して警報音により物体の接近を報知したりする。

図２は、物体検知装置が搭載された車両３０の上面図である。測距センサ１０は、例えば、車両３０の前後にそれぞれ４つずつ、また、車両３０の左右の側面にそれぞれ２つずつ、所定の間隔を開けて取り付けられている。各測距センサ１０は、例えば、車両３０の前後に設けられたバンパーの所定高さ（地面から４５〜６０ｃｍ程度）に取り付けられている。探査波は、測距センサ１０から放射状に車両３０の周囲へと送信され、その一部が周囲の物体４０に到達する。物体４０へと到達した探査波は反射波として測距センサ１０へと反射される。なお、図２に示した測距センサ１０の車両３０に対する取り付け位置は、一例に過ぎず、種々の変更が可能である。

図３は、探査波と、反射波の波形を示している。本明細書中では、２０〜１００ｋＨｚの周波数で振動する波の各頂点を結んだ形状を波形と定義する。探査波は、送信開始時刻Ｔｓに送信が開始され、一定の送信時間Ｔｂの間、送信が継続される。このとき、探査波の波高値Ｈは、送信開始時刻Ｔｓから増加が開始され、波高が最大値となった後、所定時間その波高が維持される。波高が最大値となった後、所定時間経過後に波高の減衰が開始され、送信開始時刻Ｔｓから送信時間Ｔｂが経過した時刻に、波高はゼロとなる。

探査波は、測距センサ１０と物体４０との距離に応じた時間が経過した後に、物体４０へと到達する。物体４０へと到達した探査波は、物体４０により反射されて反射波となり、測距センサ１０と物体４０との距離に応じた時間が経過した後に、測距センサ１０へ到達する。このとき、反射波の受信開始時刻Ｔｘから、探査波の送信時間Ｔｂと等しい時間が経過した後に、ピーク値をとる。そして、探査波の送信開始時刻Ｔｓと反射波の受信開始時刻Ｔｘとの差を距離に変換することにより、測距センサ１０と物体４０との間の距離を求める。このとき、反射波の受信開始時刻Ｔｘから探査波の送信開始時刻Ｔｓを減算した値を２で除算し、音速を乗算すれば、測距センサ１０と物体４０との距離を算出することができる。

続いて、反射波のパラメータの取得方法について、図４を用いて詳述する。反射波の受信開始時刻Ｔｘを取得しようとする場合、一般的に、波高がゼロから増加を開始する時刻を取得することは困難である。そのため、反射波の受信開始時刻Ｔｘとして、波高が閾値Ｈｔｈを超えた時刻（受信時刻Ｔ１）を取得する。また、受信時刻Ｔ１の取得後において、波高の最大値を取得する。この処理は、ピークホールド処理等により行えばよい。そして、取得した最大値を波高値Ｈｐとして、本実施形態における処理に用いる。

ところで、反射波の波高値Ｈｐは、探査波及び反射波の伝播距離に応じて減衰する。加えて、物体等により反射されることにより減衰する。図５（ａ）は、壁や他車両等のように、測距センサ１０が取り付けられた位置よりも高さが高い物体４１に探査波が反射される状況を示しており、図５（ｂ）は測距センサ１０が取り付けられた位置よりも高さが低い物体４２に探査波が反射される状況を示している。なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、測距センサ１０は、破線で示した受信範囲１０ｂに到達した反射波を取得可能であり、また、図は誇張して記載している。

図５（ａ）に示すように、測距センサ１０が取り付けられた位置よりも高さが高い物体４１に対しては、探査波は概ね直角に入射する。一方、図５（ｂ）に示すように、測距センサ１０が取り付けられた位置よりも低い物体４２に対しては、探査波が直角に入射しない。そのため、測距センサ１０から送信された探査波の一部は、地面により反射された後に物体４２へ到達し、物体４２より反射されて測距センサ１０へ到達する。同様に、測距センサ１０から送信された探査波の一部は、物体４２へ直接到達し、物体４２により反射された後、地面により反射されて測距センサ１０へ到達する。

したがって、壁や他車両等に対して高さが相対的に低い物体４２により反射される反射波は、探査波が複数回反射されるため、壁や他車両等により反射される反射波と比較して、波高値Ｈｐが低くなる。そのため、壁や他車両等を物体４１の高さを判定するための基準を示す基準障害物とし、基準障害物の波高値Ｈｐと、検知した物体４２（検知物体）による波高値Ｈｐとを比較することにより、その物体４２の基準障害物に対する相対的な高さを判定することができる。

図６は、ＥＣＵ２０が実行する、本実施形態に係る一連の処理を示すフローチャートである。図６に係る処理は、所定の間隔を開けて実行される。

まず、測距センサ１０へ探査波の送信と、反射波の受信との指示を送信する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１の処理がなされれば、測距センサ１０から探査波が送信され、反射波の波高が閾値Ｈｔｈを超えたか否かの判定がなされる（Ｓ１０２）。Ｓ１０２の処理は、波高が閾値Ｈｔｈを超えるか（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、所定時間が経過するまで（Ｓ１０２：ＮＯ）、所定の制御周期で繰り返し実行される。

波高が閾値Ｈｔｈを超えれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、その受信時刻Ｔ１を取得して、測距センサ１０から物体までの距離を算出する（Ｓ１０３）。加えて、波高が最大となる値である波高値Ｈｐを取得する。このとき、ＥＣＵ２０は波形取得手段として機能する。また、算出された距離は、その物体が基準障害物として採用されるものであるならば、その距離を基準距離ということができ、ＥＣＵ２０は基準距離算出手段として機能する。一方、その物体が、基準障害物と比較される物体（検知物体）であるならば、その距離を検知距離ということができ、ＥＣＵ２０は検知距離算出手段として機能する。

続いて、算出された距離（基準距離、検知距離）に応じた係数を波高値Ｈｐに乗算し、ＥＣＵ２０が補正手段として機能し、波高値Ｈｐを補正する（Ｓ１０４）。このとき、係数は、波高値Ｈｐの距離による減衰分を補正するための値であり、一定の距離に物体が存在すると仮定できるように、波高値Ｈｐを補正する。これは、基準値と検知値とについて基準距離と検知距離との距離比に依存する減衰量の変化に応じた補正を実施するものでもある。なお、以前に受信した反射波を反射した物体と同じ物体から反射された物体である可能性が高いのならば、距離の補正を行ってもよい。そして、ＥＣＵ２０のメモリに設けられた履歴保持部に、補正後の距離と波高値Ｈｐとを記憶させる（Ｓ１０５）。

一方、反射波の波高が閾値Ｈｔｈを超えず、所定時間が経過すれば（Ｓ１０２：ＮＯ）、探査波を反射した物体を検知していないと判断できるため、未検知情報として履歴保持部に記憶させる。なお、反射波の波高が閾値Ｈｔｈを超えていなくとも、一般的には何らかの物体に反射された反射波は存在するため、閾値Ｈｔｈ、又は閾値Ｈｔｈを所定の補正係数により補正した値をデフォルト値として用い、そのデフォルト値を波高値Ｈｐとして履歴保持部に記憶させてもよい。

続いて、ＥＣＵ２０がグループ化手段として機能し、履歴保持部に記憶された距離を用いて、履歴のグループ化を行う（Ｓ１０７）。グループ化は、算出した距離と検知した方位とが近似する反射波について行われる。すなわち、同一の物体により反射された可能性が高い反射波に対してグループ化が行われる。このとき、方位は、いずれの測距センサ１０により検知されたかによって特定することできる。

グループ化がなされれば、グループ化された履歴について、波高値Ｈｐの代表値を算出する（Ｓ１０８）。代表値の算出は、履歴記憶部に記憶された同一グループの波高値Ｈｐの平均値を算出し、得られた平均値を代表値とする。なお、代表値として、平均値に加えてグループにおける最大値と最小値を含めてもよい。最大値と最小値を用いる場合には、平均値フィルタやガウスフィルタを用いて、平均値から乖離した値を除いた後に、最大値と最小値とを取得すればよい。

代表値が算出されれば、その代表値と比較するための基準となる基準障害物の抽出処理を行う（Ｓ１０９）。このとき、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０８において検知値算出手段として機能し、Ｓ１０９において基準値算出手段として機能する。

基準障害物が抽出されれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２０は高さ算出手段として機能し、代表値と基準障害物から算出した基準値との比、若しくは差を算出する。そして、その比又は差と、基準障害物の高さである基準値を用いて、代表値を取得した物体について、基準値に対する相対的な高さを算出する（Ｓ１１１）。その後、一連の処理を終了し、探査波の次の送信機会まで待機する。一方、基準障害物が抽出されなければ（Ｓ１１０：ＮＯ）、一連の処理を終了し、探査波の次の送信機会まで待機する。

ここで、図６のフローチャートにおける、Ｓ１０９の基準障害物の抽出処理について、詳述する。図７のフローチャートに係る処理は、図６のＳ１０９のサブルーチンである。

まず、グループ化された履歴を用いて、検知した物体が、水平方向に延びる直線部分を含む物体であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。Ｓ２０１の処理は、各グループにおいて、距離のばらつきが所定範囲内に収束しているか否かを判定することにより行われる。このとき、直線部分がない物体、すなわち、凹凸形状や曲線形状である物体により反射された反射波の波高値Ｈｐは、反射方向がばらつくことにより小さくなる。上述したとおり、基準障害物により反射された反射波の波高値Ｈｐと、検知対象の物体により反射された反射波の波高値Ｈｐとを比較することにより、検知対象の物体の高さが算出される。そのため、直線部分のない物体を基準障害物とすれば、比較する物体の、基準障害物に対する高さが実際の高さよりも高く算出されることとなる。そのため、直線部分を有する物体を基準障害物とする。

直線部分があれば、その直線部分の波高値Ｈｐが閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。このとき、閾値は、予め定められた値であり、ＥＣＵ２０のメモリに記憶されている。波高値Ｈｐが閾値よりも低ければ、直線部分はあるものの、探査波を吸収したり、分散させたりする物体である可能性があり、この物体を基準障害物としてみれば、比較する物体の、基準障害物に対する高さが実際の高さよりも高く算出されることとなる。また、波高値Ｈｐが閾値Ｈｔｈよりも低ければ、直線部はあるものの、縁石や車止めに代表される、反射波が地面と物体とに反射されて測距センサ１０に到達するような物体である可能性もある。したがって、直線部の波高値Ｈｐが閾値以上でない物体は、基準障害物として適さないものとする。

直線部の波高値Ｈｐが閾値よりも高ければ（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、その基準障害物がリストに登録されているか否かを判定する（Ｓ２０３）。このとき、リストは、基準障害物として抽出された履歴を、一時的に記憶しておくものであり、ＥＣＵ２０のメモリに設けられる。リストに登録されていれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、その波高値Ｈｐの値を更新し（Ｓ２０４）、リストに登録されていなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、新たにその基準障害物をリストに追加登録する（Ｓ２０５）。

一方、直線部の波高値Ｈｐが閾値よりも低い場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、リストに既に登録されていれば（Ｓ２０６）、基準障害物として相応しくないため、リストから削除する（Ｓ２０７）。

Ｓ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０７の処理の後、若しくはＳ２０６において否定的な判定がなされた場合には、リストに基準障害物が登録されているか否かを判定する（Ｓ２０８）。

リストに基準障害物が登録されていると判定すれば（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、基準障害物が有るという判定結果を返し（Ｓ２０９）、リストに登録された基準障害物の平均値を算出して基準値（Ｓ２１０）とし、一連の処理を終了する。一方、リストに基準障害物が登録されていないと判定すれば（Ｓ２０８：ＮＯ）、基準障害物が無いという判定結果を返し（Ｓ２１１）、一連の処理を終了する。

上記構成により、本実施形態に係る物体検知装置は以下の効果を奏する。

・測距センサ１０が取り付けられた高さに存在する物体により反射された反射波は、地面などにより反射されることなく、直接測距センサ１０に到達する。一方、測距センサ１０が取り付けられた高さよりも低い物体により反射された反射波は、物体での反射前後の一方において地面により反射され、その反射により波高値Ｈｐが低下している可能性がある。本実施形態では、この点に着目し、測距センサ１０が取り付けられた高さに存在する物体を基準障害物とし、基準障害物により反射された反射波の波高値Ｈｐを基準波高値として、検知対象とする物体の波高値Ｈｐと比較することで、検知対象とする物体の、基準障害物に対する相対的な高さを精度よく算出することができる。

・算出された距離に応じた値を波高値Ｈｐに乗算することにより、波高値Ｈｐを補正し、基準障害物の距離と検知物体の距離とを等距離としている。そのため、基準障害物に対する物体４２の相対的な高さを算出する際に、基準障害物を検知した際の測距センサ１０と基準障害物との距離と、検知の対象となる物体４２を検知した際の、測距センサ１０と物体４２との距離が異なっている場合においても、検知の対象となる物体４２の、基準障害物に対する相対的な高さを算出することができる。

・一般的に反射波の波高値Ｈｐは、温度や湿度の影響を受けて変化する。この点、本実施形態では、都度の物体検知時に求めた基準値と検知値との比較により検知物体の高さを算出しているため、温度や湿度の影響を受けることなく、検知物体の高さを算出することができる。

・基準障害物として抽出された物体が凹凸形状や曲線形状である物体である場合、波高値は、反射方向がばらつくことにより小さくなる。そのため、直線部分のない物体を基準障害物とすれば、比較する物体の、基準障害物に対する高さが実際の高さよりも高く算出されることとなる。この点、基準障害物を抽出する際に、距離のばらつきが所定の範囲内に収束している物体を基準障害物としているため、比較する物体の高さが実際の高さよりも高く算出されることを防ぐことができ、物体の高さの検知精度を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態に係る物体検知装置は、全体構成は第１実施形態に係る物体検知装置と同様の構成であり、第１実施形態に係る処理を、車両３０の縦列駐車に応用している。

図８は、本実施形態に係る処理が適用される、車両３０を、前方車両４１ａと後方車両４１ｂとの間の空間に、縁石４２ａに沿って駐車させる状況を示している。図８（ａ）は、縦列駐車を開始する際の、車両３０と前方車両４１ａと後方車両４１ｂとの位置関係を示しており、図８（ｂ）は、縦列駐車を行っているときの、車両３０と前方車両４１ａと後方車両４１ｂとの位置関係を示している。

まず、縦列駐車を開始する際に、車両３０は、後方車両４１ｂの側方、前方車両４１ａ及び後方車両４１ｂの間の空間の側方を通過し、前方車両４１ａの側方に位置した後、後退を開始する。このとき、測距センサ１０により、車両３０と前方車両４１ａの側面との距離、及び、車両３０と後方車両４１ｂの側面との距離が取得される。前方車両４１ａの側面及び後方車両４１ｂの側面は、概ね平坦であり、水平方向に延びる直線形状をなすものになるため、その両者を基準障害物として好適に用いることができる。

続いて、車両３０を後退させれば、測距センサ１０により、車両３０の後方と、縁石４２ａとの距離が検知される。このとき、取得した前方車両４１ａの側面及び後方車両４１ｂの側面を基準障害物とし、縁石４２ａにより反射された反射波の波高値Ｈｐを用いて、縁石４２ａの高さを推定することができる。

図９は、本実施形態に係る物体検知装置が実行する一連の処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る処理は、第１実施形態に係る処理と一部が共通しており、且つ、本実施形態では、縦列駐車を開始するまでは第１実施形態に係る処理を繰り返し実行し、縦列駐車を開始すれば、縦列駐車の処理へと移行する。

まず、縦列駐車を開始したか否かを判定する（Ｓ３０１）。このとき、所定以上の間隔を開けて停車中の前方車両４１ａと後方車両４１ｂとを車両３０の側方に検知し、且つ、前方車両４１ａの側方において、車両３０の進行方向が、前進から後退に切り替わったか否かにより、判定がなされる。縦列駐車を開始していないと判定された場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、第１実施形態における処理である通常処理（Ｓ３０２）へと移行し、一連の処理を終了する。

縦列駐車を開始したと判定した場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、Ｓ３０３〜Ｓ３１０において、第１実施形態のＳ１０１〜Ｓ１０８と同様の処理がなされ、前方車両４１ａと後方車両４１ｂとの間に空間の奥に存在する物体である、縁石４２ａ等による反射波の波高値Ｈｐを取得する。

続いて、基準障害物の抽出処理が行われる（Ｓ３１１）。Ｓ３１１の処理は、第１実施形態のＳ２０１〜２１０に準ずるサブルーチンを実行することにより行われる。このとき、基準障害物としては、前方車両４１ａと後方車両４１ｂとが選択される。すなわち、Ｓ３０１の、縦列駐車を開始したか否かの判定において、前方車両４１ａと後方車両４１ｂの存在を検知している。そして、前方車両４１ａ及び後方車両４１ｂの側面は概ね直線形状であり、基準障害物として適した物体であるためである。そして、前方車両４１ａ及び後方車両４１ｂを基準障害物として求められた縁石４２ａの高さを算出し、一連の処理を終了する。

なお、前方車両４１ａと後方車両４１ｂとの間の空間の奥に縁石４２ａが存在するものとしたが、縁石４２ａ以外の道路構造物や、壁等が存在する場合においても同様に実行できる。

また、上記処理では、縦列駐車の開始後に縁石４２ａの高さを算出しているが、縦列駐車の開始前に縁石４２ａの高さを算出するものとしてもよい。具体的には、車両３０の前進中に、後方車両４１ｂ、縁石４２ａ、前方車両４１ａの順に反射波の取得を行い、前方車両４１ａと後方車両４１ｂとを基準障害物とするとともに、縁石４２ａの高さを算出する。その得られた前方車両４１ａ、後方車両４１ｂ、及び、縁石４２ａの高さは、ＥＣＵ２０のメモリに一時的に記憶する。そして、車両３０の進行方向が、前進から後退へと切り替われば、メモリに記憶された前方車両４１ａ、後方車両４１ｂ、及び、縁石４２ａの高さを読み出し、その高さと位置とを用いた制御を行うものとすればよい。

上記構成により、本実施形態における物体検知装置は、第１実施形態に係る物体検知装置が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。

・車両３０を縦列駐車させる際には、駐車空間の奥に、縁石４２ａが存在するか、壁が存在するかによって、車両３０を接近させることができる距離が変更される。そのため、駐車空間の奥に存在する物体の高さを検知することができる第１実施形態に係る処理を縦列駐車に適用することで、縦列駐車における駐車空間の奥の物体との接近可能な距離を好適に設定することができる。加えて、縦列駐車では、前方車両４１ａの側面からの反射波、及び、後方車両４１ｂの側面からの反射波を取得することができる。前方車両４１ａの側面及び後方車両４１ｂの側面は直線形状であるため、その反射波は基準値を算出する際に好適な値となり、より正確に縁石４２ａ等の高さを検知することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態に係る物体検知装置は、全体構成は第１実施形態に係る物体検知装置と同様の構成であり、第１実施形態に係る処理を、車両３０の並列駐車に応用している。

図１０は、本実施形態に係る処理が適用される、車両３０を、左方車両４１ｃと右方車両４１ｄとの間の空間において、車止め４２ｂと車両３０の車輪が接触する位置まで車両３０を後退させて、並列駐車させる状況を示している。なお、このとき、車止め４２ｂの代わりに、壁等が設けられており、壁際まで車両３０を後退させて並列駐車を行う状況であってもよい。

並列駐車を開始する際には、車両３０の側方に設けられた測距センサ１０により、左方車両４１ｃの側面及び右方車両４１ｄの側面が検出される。このとき、取得した左方車両４１ｃの側面及び右方車両４１ｄの側面を基準障害物とし、縁石４２ａにより反射された反射波の波高値Ｈｐを用いて、車止め４２ｂの高さを推定することができる。

図１１は、本実施形態に係る物体検知装置が実行する一連の処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る処理は、第１実施形態に係る処理と一部が共通しており、且つ、本実施形態では、縦列駐車を開始するまでは第１実施形態に係る処理を繰り返し実行し、縦列駐車を開始すれば、縦列駐車の処理へと移行する。

まず、並列駐車を開始したか否かを判定する（Ｓ４０１）。このとき、車両３０の制御状態が、後退に切り替わり、左方車両４１ｃと右方車両４１ｄとの少なくとも一方を検知した場合に、並列駐車を開始したとの判定がなされる。並列駐車を開始していないと判定された場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、第１実施形態における処理である通常処理（Ｓ４０２）へと移行し、一連の処理を終了する。

縦列駐車を開始したと判定した場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、Ｓ４０３〜Ｓ４１０において、第１実施形態のＳ４０１〜Ｓ４０８と同様の処理がなされ、車止め４２ｂ等による反射波の波高値Ｈｐを取得する。

続いて、基準障害物の抽出処理が行われる（Ｓ４１１）。Ｓ４１１の処理は、第１実施形態のＳ２０１〜２１０に準ずるサブルーチンを実行することにより行われる。このとき、基準障害物としては、左方車両４１ｃと右方車両４１ｄとが選択される。すなわち、Ｓ４０１の並列駐車を開始したか否かの判定において、左方車両４１ｃと右方車両４１ｄの存在を検知している。そして、左方車両４１ｃ及び右方車両４１ｄの側面は概ね直線形状であり、基準障害物として適した物体であるためである。なお、左方車両４１ｃ及び右方車両４１ｄとの一方のみを検知した場合においても、同様の処理が可能である。そして、左方車両４１ｃ及び右方車両４１ｄを基準障害物として求められた車止め４２ｂの高さを算出し、一連の処理を終了する。

上記構成により、本実施形態における物体検知装置は、第１実施形態に係る物体検知装置が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。

・車両３０を並列駐車させる際には、駐車空間の奥に、車止め４２ｂが存在するか、壁が存在するかによって、車両３０を接近させることができる距離が変更される。そのため、駐車空間の奥に存在する物体の高さを検知することができる第１実施形態に係る処理を並列駐車に適用することで、並列駐車における駐車空間の奥の物体との接近可能な距離を好適に設定することができる。加えて、並列駐車では、左方車両４１ｃの側面からの反射波、及び、右方車両４１ｄの側面からの反射波を取得することができる。左方車両４１ｃの側面及び右方車両４１ｄの側面は直線形状であるため、その反射波は基準値を算出する際に好適な値となり、より正確に車止め４２ｂ等の高さを検知することができる。

＜第４実施形態＞
上記第１〜第３実施形態に係る物体検知装置において、近距離の物体との距離を取得する場合、受信した反射波の波高が、検知可能な最大値を超える場合が生ずる。本実施形態に係る物体検知装置は、受信した反射波の波高が、検知可能な最大値を超える場合に、その波高値Ｈｐを推定する処理を行う。なお、このとき、ＥＣＵ２０は波高推定手段として機能する。

図１２は、波高値Ｈｐが検知可能な最大値を超える場合の、反射波の波形を示している。図１２では、波高が上限値Ｈｓａｔを超える場合には、波高の値を上限値Ｈｓａｔとし出力する例を示している。

波高が閾値Ｈｔｈを超えた第１時刻Ｔ１と、閾値Ｈｔｈを下回った第２時刻Ｔ２とを取得し、その差を示す波幅値Ｔｗを算出する。

このとき、時刻をＸ軸とし、波高をＹ軸とし、反射波の波形をＸ−Ｙ座標系に表し、受信開始時刻Ｔｘから波高が最大となるまでの時間は送信時間Ｔｂと等しいことを利用する。すると、座標（Ｔｘ，０）と座標（Ｔｘ＋Ｔｂ，０）と座標（Ｔｘ＋Ｔｂ，Ｈｐ）を頂点とする第１直角三角形と、座標（Ｔｘ，０）と座標（Ｔ１，０）と座標（Ｔ１，Ｈｔｈ）を頂点とする第２の直角三角形とを、波形に対して描くことができる。第１の直角三角形と第２の直角三角形とは相似形である。また、第１時刻Ｔ１は、受信開始時刻Ｔｘに送信時間Ｔｂを加えた値から、波幅値Ｔｗの半分の値を減算した値でもある。

そのため、予め定められた値である閾値Ｈｔｈ、送信時間Ｔｂと、取得した波幅値Ｔｗとにより、直角三角形の直角を挟む２辺の長さの比が等しくなることを利用し、次式（１）により波高値Ｈｐを算出する。
（Ｔｂ−Ｔｗ／２）：Ｈｔｈ＝Ｔｂ：Ｈｐ・・・（１）
上記構成により、本実施形態に係る物体検知装置は、以下の効果を奏する。

・反射波を用いる処理を行う場合、一般的には、閾値Ｈｔｈを超えた第１時刻Ｔ１のみが用いられる。一方、上記第１〜第３実施形態に係る物体検知装置は、第１時刻Ｔ１に加えて、波高値Ｈｐをも必要とする処理を実行する。本実施形態では、波高値Ｈｐが、検知可能な上限値Ｈｓａｔを超える値であっても、演算によりその値を取得することができる。そのため、上記第１〜第３実施形態の処理を行う上で、反射波の波高値Ｈｐが検知可能な上限値Ｈｓａｔを超えた場合でも、物体の高さを判定することができる。

＜変形例＞
・上記各実施形態において、波高値に対して距離に応じた補正を行っているが、反射波を受信した方向に応じた補正を行うものとしてもよい。探査波は、測距センサ１０の指向方向に対する角度が大きくなるほど、波高値が減衰する。すなわち、測距センサ１０の指向方向に位置しない物体により反射された反射波の波高値は、測距センサ１０の指向方向に位置する物体により反射された反射波の波高値よりも低くなる。そこで、反射波の受信方向を取得し、その方向に基づいて波高値を補正する手段を付加してもよい。

・上記第２実施形態では、縦列駐車が開始されたか否かを判定し、縦列駐車を開始していないと判定した場合には、第１実施形態の処理である通常処理を実行している。同様に、上記第３実施形態では、並列駐車が開始されたか否かを判定し、並列駐車を開始していないと判定した場合には、第１実施形態の処理である通常処理を実行している。この点、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせ、縦列駐車と並列駐車の一方が開始された場合には、それに応じた処理を実行し、いずれも開始されていない場合に、第１実施形態の通常処理を実行するものとしてもよい。

・上記第２実施形態では、前方車両４１ａと後方車両４１ｂとの間に駐車を行うものとしており、第３実施形態では、左方車両４１ｃと右方車両４１ｄとの間に駐車を行うものとしている。しかしながら、駐車場等において、柱や壁等の間や、柱や壁等と他車両との間等に駐車する場合においても同様に実施することができる。この場合には、柱や壁等は直線部分を有する物体であるため、これらを基準障害物として採用すればよい。

・上記第４実施形態では、波高が閾値Ｈｔｈを上回った時刻である第１時刻Ｔ１と、波高が閾値を下回った時刻である第２時刻Ｔ２との差を波幅値Ｔｗとしているが、波高が上限値Ｈｓａｔを上回った時刻と下回った時刻との差を波幅値Ｔｗとしてもよい。この場合には、上式（１）において、閾値Ｈｔｈの代わりに、上限値Ｈｓａｔを用いればよい。

・上記実施形態では、探査波として超音波を用いるものを例示したが、超音波以外の波、例えば、音波、電波等を探査波として用いることもできる。すなわち、所定の振幅をもって振動する波を探査波として用いるものであればよい。

・上記実施形態では、物体検知装置が車両３０に搭載されるものとしたが、搭載対象は、車両以外の移動体、例えば、飛行機、船、ロボット等であってもよい。また、固定物に搭載するものとし、固定物と固定物周辺の物体との距離を測定するために用いてもよい。固定物に搭載された場合においても、固定物と周辺の物体との間で多重反射が起こり得るためである。加えて、人が身に付ける、または持ち歩くものとしてもよく、人に対して周囲の物体の接近を知らせるものとして用いることもできる。

１０…測距センサ、２０…ＥＣＵ、４０…物体、４１…物体、４１ａ…前方車両、４１ｂ…後方車両、４１ｃ…左方車両、４１ｄ…右方車両、４２…物体、４２ａ…縁石、４２ｂ…車止め。

Claims (9)

1. 所定高さに取り付けられ、周囲に探査波を送信し、該探査波の反射波を物体の検知情報として受信する測距センサ（１０）を用いて、物体（４０，４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４２，４２ａ，４２ｂ）を検知する物体検知装置（２０）であって、
   前記反射波の受信時刻と、前記反射波の波高が最大となる値である波高値とを取得する波形取得手段と、
   前記波形取得手段にて取得した波高値により、少なくとも前記所定高さに存在する物体である基準障害物（４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ）により反射された反射波の波高値を、基準値として算出する基準値算出手段と、
   前記波形取得手段にて取得した波高値により、検知対象の物体である検知物体（４２，４２ａ，４２ｂ）により反射された反射波の波高値を、検知値として算出する検知値算出手段と、
   前記波形取得手段にて取得した反射波の受信時刻により、前記基準障害物と前記測距センサとの距離を基準距離として算出する基準距離算出手段と、
   前記波形取得手段にて取得した反射波の受信時刻により、前記検知物体と前記測距センサとの距離を検知距離として算出する検知距離算出手段と、
   前記基準値と前記検知値とに関して前記基準距離と前記検知距離との距離比に依存する減衰量の変化に応じた補正を実施する補正手段と、
   前記補正手段による補正後の前記基準値と前記検知値との相対比較の結果に基づいて、前記所定高さに対する前記検知物体の相対的な高さを算出する高さ算出手段と、を備えることを特徴とする、物体検知装置。
2. 前記探査波の指向方向に対する前記反射波の受信方向を取得する手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記基準値と前記検知値とに関して、前記受信方向に基づく補正を実施することを特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
3. 前記基準値算出手段は、前記波形取得手段により取得した波高値が所定の閾値を超えた前記物体を前記基準障害物として、前記基準値を算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の物体検知装置。
4. 複数の前記物体のうち、前記測距センサからの距離と、前記測距センサとの相対的な方位とが近似する１又は複数の前記物体を、グループ化するグループ化手段をさらに備え、
   前記基準値算出手段は、グループ化された前記基準障害物の波高値の平均値を前記基準値として取得し、
   前記検知値算出手段は、グループ化された前記検知物体の波高値の平均値を前記検知値として取得することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検知装置。
5. 前記基準値算出手段は、前記測距センサからの距離のばらつきが所定範囲内である前記グループを、前記基準障害物のグループとすることを特徴とする、請求項４に記載の物体検知装置。
6. 前記物体検知装置は車両（３０）に搭載され、
   前記基準値算出手段は、前記車両の周囲に存在する前記所定高さ以上の高さを有する物体（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ）を前記基準障害物として、前記基準値を算出することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検知装置。
7. 前記車両を、所定間隔を開けて存在する、２つの前記所定高さ以上の高さを有する物体の間に駐車させる際に、前記２つの所定高さ以上の高さを有する物体の１つを前記基準障害物として、前記基準値を算出することを特徴とする請求項６に記載の物体検知装置。
8. 前記所定高さ以上の高さを有する物体は、他の車両であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の物体検知装置。
9. 前記波高値には取得可能な上限値が設けられており、
   前記波高値が前記上限値を超えた場合に前記波高値を推定する波高推定手段をさらに備え、
   前記波高推定手段は、閾値と、波高が前記閾値を超えた時刻である第１時刻と、波高が前記閾値を下回った第２時刻と、前記探査波の送信時間とにより、前記波高値を推定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の物体検知装置。

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