JP2016191614A - Obstacle detection device, method of calculating humidity correction value, and method of determining ultrasonic wave reception threshold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載され障害物との距離を検出する障害物検出装置、その湿度補正値算出方法、およびその超音波受波しきい値決定方法に関する。 The present invention relates to an obstacle detection device that detects a distance from an obstacle mounted on a vehicle, a humidity correction value calculation method thereof, and an ultrasonic wave reception threshold value determination method thereof.
超音波を送信して障害物により反射した反射波を受信し、その伝搬時間と音速とに基づいて障害物までの距離を取得する障害物検出装置がある。特に、障害物検出装置を車両に搭載し、車両と障害物との衝突や異常接近を防止する技術が普及している。 There is an obstacle detection device that transmits an ultrasonic wave, receives a reflected wave reflected by an obstacle, and acquires a distance to the obstacle based on the propagation time and sound velocity. In particular, a technique for mounting an obstacle detection device on a vehicle and preventing a collision between the vehicle and the obstacle or abnormal approach is widespread.
超音波は空気中を伝搬する際に伝搬距離に応じてエネルギーが減衰する。この減衰は、温度や湿度等の環境条件による影響を受けるため、障害物検出装置が障害物を検出できる範囲は外気の状況に応じて大きく変動する。温度に関しては、例えば車両に搭載された温度センサにより車両周囲の温度を取得することができる。一方、湿度に関しては、一般に車両には湿度センサは設けられていない。 When ultrasonic waves propagate in the air, the energy is attenuated according to the propagation distance. Since this attenuation is affected by environmental conditions such as temperature and humidity, the range in which the obstacle detection device can detect obstacles varies greatly depending on the outside air condition. Regarding the temperature, for example, the temperature around the vehicle can be acquired by a temperature sensor mounted on the vehicle. On the other hand, regarding humidity, a vehicle is generally not provided with a humidity sensor.
従来、超音波検知装置の校正処理を、追加のセンサ等を用いることなく自動で行うことができ、温度や湿度等の周囲環境の違いにかかわらず演算処理を精度よく行えるようにした超音波検知装置についての提案がある(特許文献1を参照)。特許文献1には、湿度センサを用いることなく湿度を推定して、湿度の変化に対応することも記載されている(段落0009等)。 Conventionally, ultrasonic detection can be performed automatically without using an additional sensor, etc., and ultrasonic detection can be performed accurately regardless of differences in the surrounding environment such as temperature and humidity. There is a proposal for an apparatus (see Patent Document 1). Patent Document 1 also describes that the humidity is estimated without using a humidity sensor to cope with a change in humidity (paragraph 0009 and the like).
特許文献1に開示された技術は、距離情報の演算処理に使用する超音波の受信信号とノイズと区別するための基準しきい値を、そのときどきの温度と湿度等の環境条件に応じて調整している。このため、特許文献1の技術では、温度による調整と湿度による調整とを個別に行うことを必要としていない。 The technique disclosed in Patent Document 1 adjusts a reference threshold value for distinguishing between an ultrasonic reception signal and noise used for a calculation process of distance information according to environmental conditions such as temperature and humidity at that time. doing. For this reason, in the technique of patent document 1, it is not necessary to perform adjustment by temperature and adjustment by humidity separately.
しかしながら、超音波を用いた障害物の検出または距離の測定を行う様々な方式の中には、環境条件ごとに補正を行うことが望まれるものもある。具体的には、温度条件による補正と湿度条件による補正とを個別に行うことが望まれるものもある。 However, among various methods for detecting obstacles or measuring distances using ultrasonic waves, it is desirable to perform correction for each environmental condition. Specifically, there is a case where it is desired to separately perform correction based on temperature conditions and correction based on humidity conditions.
また、特許文献1に示された、湿度センサを用いることなく湿度を推定する方法は、特許文献1の段落0009にも示されているように、超音波センサの大型化やコストの増大につながるおそれがある。また、演算の精度および制御装置の処理能力が要求される等の課題を有する。 Further, the method of estimating the humidity without using the humidity sensor shown in Patent Document 1 leads to an increase in size and cost of the ultrasonic sensor as shown in Paragraph 0009 of Patent Document 1. There is a fear. In addition, there are problems such as requiring calculation accuracy and processing capability of the control device.
本発明の目的は、装置の大型化やコストの増大を抑えつつ、湿度による補正を個別に行うことができる障害物検出装置、湿度補正値算出方法、および超音波受波しきい値決定方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an obstacle detection device, a humidity correction value calculation method, and an ultrasonic wave reception threshold value determination method capable of performing correction by humidity individually while suppressing increase in size and cost of the device. Is to provide.
本発明の障害物検出装置は、車両に設けられ、超音波を発信および受信して当該車両周囲の障害物を検出する超音波センサと、前記車両の速度を検出する車速センサと、前記車両周囲の外気の温度を検出する外気温度センサと、前記車速センサの出力に基づき計測された前記車両の移動距離と、前記移動距離の計測開始地点で前記超音波センサにより送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第1の時間と、前記移動距離の計測終了地点で前記超音波センサにより送信された超音波が前記障害物に反射され受信されるまでの第2の時間と、前記外気温度センサの検出した車両周囲の外気の温度とに基づいて前記外気の湿度補正値を算出する制御部と、を有する。 An obstacle detection device according to the present invention is provided in a vehicle and transmits and receives ultrasonic waves to detect obstacles around the vehicle, a vehicle speed sensor that detects the speed of the vehicle, and the vehicle periphery An outside air temperature sensor for detecting the temperature of the outside air, a moving distance of the vehicle measured based on an output of the vehicle speed sensor, and an ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor at the measurement start point of the moving distance is an obstacle And a second time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor at the measurement end point of the movement distance is reflected and received by the obstacle, and And a controller that calculates a humidity correction value of the outside air based on the temperature of the outside air around the vehicle detected by the outside air temperature sensor.
本発明の湿度補正値算出方法は、車両に設けられ、当該車両の速度を検出する車速センサの出力に基づき当該車両の移動距離を計測する移動距離計測ステップと、前記移動距離の計測開始地点で、前記車両に設けられた超音波センサにより送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第1の時間と、前記移動距離の計測終了地点で前記超音波センサにより送信された超音波が前記障害物に反射され受信されるまでの第2の時間と、前記車両外部に設けられた外気温度センサの検出した車両周囲の外気の温度とに基づいて前記外気の湿度補正値を算出する湿度補正値算出ステップと、を有する。 The humidity correction value calculation method of the present invention includes a moving distance measuring step for measuring a moving distance of the vehicle based on an output of a vehicle speed sensor that is provided in the vehicle and detects the speed of the vehicle, and a measurement start point of the moving distance. First time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor provided in the vehicle is reflected by the obstacle and received, and the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor at the measurement end point of the moving distance A humidity correction value of the outside air is calculated based on a second time until the sound wave is reflected by the obstacle and received and the temperature of the outside air around the vehicle detected by the outside temperature sensor provided outside the vehicle. And a humidity correction value calculating step.
本発明の超音波受波しきい値決定方法は、車両に設けられ、当該車両の速度を検出する車速センサの出力に基づき当該車両の移動距離を計測する移動距離計測ステップと、前記移動距離の計測開始地点で、前記車両に設けられた超音波センサにより送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第1の時間と、前記移動距離の計測終了地点で前記超音波センサにより送信された超音波が前記障害物に反射され受信されるまでの第2の時間と、前記車両外部に設けられた外気温度センサの検出した車両周囲の外気の温度とに基づいて前記外気の湿度補正値を算出する湿度補正値算出ステップと、算出された前記湿度補正値を少なくとも用いて、前記超音波センサが超音波を受信したときに障害物と判断する前記超音波の振幅のしきい値を決定するしきい値決定ステップと、を有する。 An ultrasonic wave reception threshold value determining method according to the present invention includes a moving distance measuring step that is provided in a vehicle and that measures a moving distance of the vehicle based on an output of a vehicle speed sensor that detects the speed of the vehicle. At a measurement start point, a first time until an ultrasonic wave transmitted by an ultrasonic sensor provided in the vehicle is reflected by an obstacle and received, and at the measurement end point of the moving distance, the ultrasonic sensor The humidity of the outside air based on the second time until the transmitted ultrasonic wave is reflected by the obstacle and received and the temperature of the outside air around the vehicle detected by the outside air temperature sensor provided outside the vehicle A humidity correction value calculating step for calculating a correction value, and a threshold value of the amplitude of the ultrasonic wave that is judged as an obstacle when the ultrasonic sensor receives the ultrasonic wave, using at least the calculated humidity correction value Having a threshold determination step of determining.
本発明によれば、装置の大型化やコストの増大を抑えつつ、湿度条件による補正を個別に行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the correction | amendment by humidity conditions can be performed separately, suppressing the enlargement of an apparatus and the increase in cost.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態の障害物検出装置100の構成例を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an
図1に示すように、障害物検出装置100は、超音波素子10、制御部20、車速センサ30、シフトポジションセンサ40、外気温度センサ50を有する。障害物検出装置100は、例えば乗用車等の車両に取り付けられることが想定されている。
As shown in FIG. 1, the
超音波素子10は、後述する制御部20の送波部21が生成する超音波を送信するとともに、障害物等、車両周囲に存在する物体に反射された反射波を受信する。受信された反射波により、例えば超音波素子10が有する圧電素子等に電力が生じ、超音波素子10は、その電力の大きさを後述する制御部20の受波部22に出力する。従来の超音波素子を含む超音波センサの障害物検出可能距離は1〜2m程度の短距離のものが多いが、本実施の形態の超音波素子10を有する障害物検出装置100は、障害物検出可能距離を3m以上に長距離化したものであってもよい。
The
図1においては、一例として障害物検出装置100が超音波素子10を1つのみ有しているように示したが、本発明はこれには限定されず、例えば2つ以上の超音波素子を有していても良い。
In FIG. 1, as an example, the
制御部20は、障害物検出装置100の動作制御を行う。制御部20は、例えばマイクロコントローラ等により構成される。
The
図1に示すように、制御部20は、送波部21、受波部22、CPU(Central Processing Unit)23、メモリ24、通信部25を有する。
As illustrated in FIG. 1, the
送波部21は、後述するCPU23の制御に基づき、微少周期で超音波素子10の図示しない圧電素子を振動させて超音波を発生させ、送信させる。
The
受波部22は、障害物等により反射された反射波を受信した超音波素子10の図示しない圧電素子により発生された電圧信号を受信し、CPU23に出力する。
The
CPU23は、演算処理機能を有し、種々の処理を行う。CPU23の行う処理の詳細については後述する。なお、上述した超音波素子10、送波部21、受波部22、およびCPU23が本発明に係る超音波センサに相当する。
The
メモリ24は、制御部20におけるCPU23の行う各処理に使用される各種データを格納する。メモリ24は、CPU23の要求に応じて必要なデータを読み出し、CPU23に出力する。
The
通信部25は、後述する車速センサ30、シフトポジションセンサ40、外気温度センサ50等、車両が有する各構成との通信を行う。この通信は、例えばCAN(Controller Area Network)等の車載ネットワークによるものである。
The
車速センサ30は、例えば車両の車輪に接続された車軸に取り付けられ、車輪の回転速度を検出する。車速センサ30が検出した車輪の回転速度を、上述した制御部20のCPU23が処理することで、車両の速度や移動距離に関する情報を取得することができる。
The
シフトポジションセンサ40は、車両のシフトレバーの位置を検出する。シフトポジションセンサ40は、車両の変速機系、例えばギアボックス等に取り付けられている。
The
外気温度センサ50は、車両の車外に露出する箇所の一部、例えばフロントグリル付近等に取り付けられており、車両の外部の気温を検出する。 The outside air temperature sensor 50 is attached to a part of the vehicle exposed to the outside of the vehicle, for example, near the front grille, etc., and detects the temperature outside the vehicle.
[CPU23の行う処理]
以下、CPU23の行う処理に詳細について説明する。まず、CPU23は、超音波素子10により超音波を送信し、反射波を受信することにより、車両とその周囲の障害物を検出する障害物検出処理を行う。この障害物検出処理は、CPU23が送波部21にて送信される微少周期の送信超音波の送信指示信号を生成して送波部21に超音波を送信させ、障害物等に反射された超音波を受信した受波部22から受信超音波の電圧信号(受波信号)を取得し、障害物が存在した場合にその存在を検出する処理である。なお、本実施の形態の障害物検出装置100では、超音波素子10が送信する超音波により障害物を検出できる距離は一般的に障害物検出に用いられる短距離(例えば1〜2m程度)であってもよいし、長距離(例えば4〜6m程度で、概ね3m以上でたかだか10m未満)であってもよい。検出可能距離が長距離化されるほど湿度や温度等の環境条件による超音波の減衰の影響が大きいので、本実施の形態の障害物検出装置100は、特に、検出可能距離が長距離化されている場合に用いられるのが望ましい。
[Processing performed by CPU 23]
Hereinafter, details of the processing performed by the
CPU23は、障害物検出処理により車両の周囲に障害物を検出した場合は、例えば、図示しないブレーキ制御部等を制御し、自動的にブレーキをかけることで車両と障害物との接触を防止する等の対処を行うようにしてもよい。
When the
障害物検出処理において、受波部22から取得した受信超音波の電圧信号は、障害物等により反射された超音波だけではなく、例えば路面等からの反射波をノイズとして含んでいる。このノイズは障害物等による反射波と比較して強度が低いため、受波部22から取得した電圧信号のうち、所定のしきい値より小さい値を除去することで、ノイズを除去することができる。このしきい値は、車両周囲の環境、例えば外気の温度や湿度等に応じて適宜好適に設定されることが望ましい。CPU23は、このように外気の温度および湿度に応じて好適にしきい値を設定するしきい値設定処理を行う。
In the obstacle detection process, the received ultrasonic voltage signal acquired from the
しきい値設定処理を行うにあたって、外気温度は外気温度センサ50により取得できるため、CPU23は、超音波素子10を利用して外気の湿度を検出する湿度検出処理を行う必要がある。
In performing the threshold setting process, the outside air temperature can be acquired by the outside temperature sensor 50, so the
このように、CPU23は、障害物検出処理と、この障害物検出処理を精度よく行うためのしきい値設定処理と、しきい値設定処理において使用される外気の湿度を取得するための湿度検出処理と、を行う。
As described above, the
[湿度検出処理]
まず、以下では、湿度検出処理の詳細について説明する。図2は、湿度検出処理におけるCPU23の制御の一例を示すフローチャートである。
[Humidity detection processing]
First, the details of the humidity detection process will be described below. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the control of the
ステップS100において、CPU23は、シフトポジションセンサ40の出力結果を参照し、シフトレバーが「R(リバース)」に入っているか否かを判定する。シフトレバーが「R」に入っていると判定された場合、フローはステップS101に進み、そうでない場合ステップS100の処理が繰り返される。
In step S <b> 100, the
ステップS100は、CPU23が湿度検出処理を開始するか否かを判定するためのステップである。湿度検出処理を開始する契機としてシフトレバーが「R」に入っているか否かを判定する理由は、以下の通りである。すなわち、例えばシフトレバーが「R」に入れられ、これから車両がバックする場合には、車両周囲に例えば車庫の壁等の障害物が存在することが想定されるためである。
Step S100 is a step for determining whether or not the
ステップS101において、CPU23は、車速センサ30から車輪の回転速度に関する情報を取得し、この時点での車両の速度V0を算出する。
In step S101,
ステップS102において、CPU23は、ステップS101において算出した車両の現在速度V0が所定速度(例えば、1km/h等)以上であるか否かを判定する。車速V1が所定速度以上である場合、フローはステップS103に進み、そうでない場合ステップS102の処理が繰り返される。
In step S102,
ステップS103において、CPU23は、超音波素子10から超音波を送信させ、反射波を受信して、この時点での送受信に要した時間t1を測定する。超音波が送信されてから障害物に反射されて受信されるまでの時間を、以下では飛翔時間と称する。本ステップS103にて測定した飛翔時間t1は、本発明に係る第1の時間の一例に相当する。
In step S103,
ステップS104において、CPU23は、再度車速センサ30から車輪の回転速度に関する情報を取得し、この時点での車両の速度V1を算出する。なお、図2ではステップS103の後にステップS104の処理を実行するように記載したが、ステップS103の処理とステップS104の処理は同時に行われることが望ましい。
In step S104,
ステップS105において、CPU23は、ステップS103およびS104の処理が終了してから所定時間t0が経過したか否かを判定する。所定時間t0は、例えば0.1秒間である。本発明では所定時間t0は0.1秒間には限定されないが、この所定時間t0の間に車両が走行した距離に基づいて後述するように湿度の算出を行うため、車速センサ30によって移動距離を正確に算出できるだけの長さ、かつ、できるだけ短い時間であることが望ましい。ステップS103およびS104の処理が終了してから所定時間t0が経過したと判定された場合、スローはステップS106に進み、そうでない場合、本ステップS105の処理が繰り返される。
In step S105,
ステップS106において、CPU23は、超音波素子10から超音波を送信させ、この時点(第2の時点)での飛翔時間t2を測定する。本ステップS106にて測定した飛翔時間t2は、本発明に係る第2の時間の一例に相当する。
In step S106,
ステップS107において、CPU23は、再度車速センサ30から車輪の回転速度に関する情報を取得し、この時点での車両の速度V2を算出する。なお、図2ではステップS106の後にステップS107の処理を実行するように記載したが、ステップS106の処理とステップS107の処理は同時に行われることが望ましい。
In step S107,
ステップS108において、CPU23は、ステップS104において取得した車両の速度V1と、ステップS107において取得した速度V2と、に基づいて、ステップS103の時点からステップS107の時点まで、すなわち所定時間t0の間に車両が移動した距離である移動距離L1を算出する。移動距離L1は、例えば速度V1とV2の平均値に所定時間t0を積算して算出すればよい。
In step S108,
ステップS109において、CPU23は、外気温度センサ50により、車両周囲の外気の温度Tに関する情報を取得する。
In step S <b> 109, the
ステップS110において、CPU23は、ステップS103およびステップS106で取得した飛翔時間t1、t2、およびステップS109において取得した、飛翔時間t1およびt2を測定した時点での車両周囲の外気の温度Tに基づいて、移動距離L2を推定する。
In step S110,
飛翔時間t1およびt2を測定した時点での車両周囲の外気の温度Tに基づいて、移動距離L2を推定する方法の詳細について説明する。飛翔時間t1およびt2を測定した時点での車両周囲の外気における音速cが分かれば、図3に示すように、移動距離L2を算出することができる。図3は、車両の移動距離と飛翔時間との関係を示す図である。図3に示すように、車両の後ろに壁等の障害物があるとき、車両の超音波素子10から送信された超音波が、その障害物に反射して受信されるまでの時間が飛翔時間t1あるいはt2である。
Based on the temperature T of the outside air around the vehicle at the time of measuring the time of flight t 1 and t 2, details of a method of estimating the moving distance L 2. If the sound velocity c in the outside air around the vehicle at the time of measuring the flight times t 1 and t 2 is known, the moving distance L 2 can be calculated as shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the moving distance of the vehicle and the flight time. As shown in FIG. 3, when there is an obstacle such as a wall behind the vehicle, the time until the ultrasonic wave transmitted from the
音速cは、媒質、すなわちこの場合車両周辺の外気の温度および湿度に影響を受ける。具体的には、音速cは、以下の式(1)で近似される。
式(1)において、c0は特定温度・湿度における音速であり、固定値(例えば331.4m/s)である。Tは温度(℃)である。aは温度に係る補正係数であり、固定値である。Hは湿度(g/m3)である。bは湿度に係る補正係数であり、固定値である。これらの補正係数aおよびbは、予めメモリ24等に格納されていればよい。なお、正確には、湿度に係る補正係数bには気圧や飽和水蒸気圧等の変数が含まれるため、補正係数bは固定値ではないが、本実施の形態では簡便のため、経験的に得た固定値である補正係数bを使用して近似している。なお、この補正係数bと湿度Hとによる湿度補正値bHが本発明の湿度補正値に対応している。
In equation (1), c 0 is the sound speed at a specific temperature and humidity, and is a fixed value (for example, 331.4 m / s). T is temperature (° C.). a is a correction coefficient related to temperature, and is a fixed value. H is humidity (g / m 3 ). b is a correction coefficient relating to humidity, which is a fixed value. These correction coefficients a and b may be stored in advance in the
このように温度Tおよび湿度Hにおける音速cが算出されると、飛翔時間がt1およびt2である場合のその音速cでの車両の移動距離L2は、以下の式(2)で与えられる。
式(2)は、飛翔時間t1、t2の時間差と、音速とを積算したものである。図3に示すように、飛翔時間t1、t2は超音波が送信されてから反射され受信されるまでの往復の時間なので、式(2)では車両の移動距離を算出するために1/2されている。 Expression (2) is obtained by integrating the time difference between the flight times t 1 and t 2 and the sound speed. As shown in FIG. 3, the flight times t 1 and t 2 are reciprocal times from when the ultrasonic waves are transmitted to when they are reflected and received. Therefore, in equation (2), 1 / 2 is done.
このように飛翔時間t1およびt2、そして温度Tから算出された移動距離L2は、車両が所定時間t0の間に車両速度V1およびV2で走行した距離、すなわち移動距離L1と等しい。このことから、ステップS111において、CPU23は移動距離L1およびL2から湿度Hを算出する。具体的には、式(2)の左辺にL1を代入すると湿度Hのみが未知数となるため、以下の式(3)のように湿度Hを算出することができる。
[しきい値設定処理]
CPU23は、ステップS100からS111までの湿度算出処理において算出した湿度Hに基づいて、ステップS112においてしきい値設定処理を行う。しきい値設定処理では、上述したように、受波部22から取得した電圧信号からノイズをある程度除去するためのしきい値を設定する処理を行う。
[Threshold setting processing]
The
図4は、しきい値設定処理について説明するための図である。図4(a)は、受波部22が取得した電圧信号の一例である。CPU23は、図4(b)に示すように、受波部22が取得した電圧信号の包絡線成分に相当する電圧値を抽出し、所望の受波感度を満たすしきい値Thを設定する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the threshold setting process. FIG. 4A is an example of a voltage signal acquired by the
具体的には、しきい値Thの設定方法は、以下のようにすればよい。例えば予め様々な温度・湿度条件で超音波素子10の受波感度を計測し、温度および湿度毎に所望の受波感度を得ることができるしきい値を調べてメモリ24に格納しておく。CPU23は、本ステップS112のしきい値設定処理において、ステップS109にて取得した外気の温度Tと、ステップS111において算出した湿度Hに基づいて、メモリ24を参照し、好適なしきい値を設定する。
Specifically, the threshold value Th may be set as follows. For example, the reception sensitivity of the
一般に、外気が低温低湿であれば超音波の減衰が小さく、超音波素子10の受信する超音波の強度は強くなり、障害物を検出できる範囲の限度距離が長くなる。また、外気が高温多湿であれば減衰が大きく、超音波素子10の受信する超音波の強度は弱く、障害物を検出できる範囲の限度距離が短くなる。このため、外気が低温低湿の場合には、高温高圧の場合と比較してしきい値を高く設定すればよい。しきい値を好適に設定することにより、受波部22の受波感度や障害物の検出限度距離を外気の温度や湿度に左右されずに一定に保つことができるようになる。
In general, when the outside air is at low temperature and low humidity, the attenuation of the ultrasonic wave is small, the intensity of the ultrasonic wave received by the
なお、温度Tと湿度Hそのものに基づいてしきい値を設定するのではなく、上述した湿度補正値bHに基づいてしきい値を設定するようにしてもよい。すなわち、上述したステップS111において湿度補正値bHを算出し、これに基づいてしきい値を設定してもよい。この場合、予め湿度毎のしきい値をメモリ24に格納しておく代わりに、様々な湿度補正値bHに対する超音波素子10の受波感度を計測し、好適な受波感度を得ることができるしきい値を調べてメモリ24に格納しておけばよい。
Instead of setting the threshold value based on the temperature T and the humidity H itself, the threshold value may be set based on the humidity correction value bH described above. That is, the humidity correction value bH may be calculated in step S111 described above, and the threshold value may be set based on this. In this case, instead of storing the threshold value for each humidity in the
なお、上述したように本実施の形態の障害物検出装置100では、超音波による障害物の検出距離によらず効果を奏するが、特に長距離(例えば3メートル以上)の検出時に効果が大きい。したがって、しきい値設定処理において、外気が高温多湿である場合にも、検出範囲の限度距離が少なくとも3メートル以上となるようにしきい値を予め調整してもよい。また、反対に外気が低温低湿である場合には、受波感度が良すぎると遠距離の障害物による反射と路面反射等のノイズとを区別できなくなるため、高感度になりすぎないようにしきい値を予め調整しておくことが望ましい。
As described above, the
ステップS113において、CPU23は、ステップS113にて設定したしきい値Thを適用し、以後は超音波素子10からの受波信号に対して当該しきい値Thを用いて障害物検出処理を行う。
In step S113, the
以上説明したように、本実施の形態の障害物検出装置100は、車速センサ30の出力に基づき計測された車両の移動距離と、移動距離の計測開始地点で超音波素子10により送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第1の時間(飛翔時間t1)と、移動距離の計測終了地点で超音波素子10により送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第2の時間(飛翔時間t2)と、外気温度センサ50の検出した車両周囲の外気の温度とに基づいて外気の湿度を算出する。
As described above, the
また、本実施の形態の障害物検出装置100は、車両の移動距離と、飛翔時間t1と飛翔時間t2との差と、に基づいて得られる超音波の速度が、外気の温度と外気の湿度とに基づいて決定される音速に等しくなるものとして、外気の湿度を算出する。
Further, the
このような構成により、障害物検出装置100は、センサがないため従来検出することができなかった車両周囲の外気の湿度を、車速センサ30により取得した車両の移動距離と、2つの異なる場所から測定した障害物までの飛翔時間と音速とから算出した車両の移動距離と、に基づいて算出する。したがって、障害物検出装置100では、装置の大型化やコストの増大を抑えつつ、温度と湿度とを個別に求めることができる。
With such a configuration, the
また、本実施の形態の障害物検出装置100は、算出された湿度を少なくとも用いて、超音波素子10が超音波を受信したときに障害物と判断する超音波の振幅のしきい値を決定する。
Also, the
このような構成により、障害物検出装置100は、例えば外気が低温低湿の場合には、高温高圧の場合と比較してしきい値を高く設定するので、受波部22の受波感度や超音波素子10が送信する超音波による障害物検出の限度距離を外気の温度や湿度に左右されずに一定に保つことができるようになる。
With such a configuration, the
また、本実施の形態の障害物検出装置100において、超音波素子10が送信する超音波により障害物の検出できる距離は、一般的に障害物検出に用いられる短距離(例えば1〜2m程度)であってもよいし、長距離(例えば4〜6m程度で、概ね3m以上でたかだか10m未満)であってもよい。なお、検出可能距離が長距離化されるほど湿度や温度等の環境条件による超音波の減衰の影響が大きいので、本実施形態の障害物検出装置100は、特に、検出可能距離が長距離化されている場合に用いられるのが望ましい。
In the
また、本実施の形態の障害物検出装置100は、車両のシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ40をさらに有し、シフトポジションセンサ40が特定の位置、例えば「R(リバース)」にあることが検出されたことを条件に、CPU23は湿度の算出を開始する。
The
なお、上述した実施の形態では、図2に示すステップS100において、シフトレバーが「R(リバース)」に入っていることを条件にCPU23は湿度検出処理を開始していた。しかし、本発明はこれには限定されず、車両の周囲に固定された障害物が存在することが想定されれば、シフトレバーが他の位置に入っていることを条件に湿度検出処理を開始してもよい。また、シフトレバーの位置に応じて湿度検出処理を開始するのではなく、車両の周囲に固定された障害物が存在することが想定される何らかの動作を契機として湿度検出処理を開始するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、障害物検出装置100は、湿度Hを算出し、その湿度Hの値を用いてしきい値設定処理による音波の振幅のしきい値の補正を行ったが、必ずしも湿度H自体を算出しなくてもよい。少なくとも湿度条件を補正する湿度補正値bHが求められれば良いため、湿度H自体を算出せずに、湿度補正値bH全体を1つの値として求めてもよい。他の算出式を用いてもよい。本願においては湿度の算出は湿度補正値の算出の一例として含まれる概念である。
Further, in the above-described embodiment, the
このような構成により、障害物検出装置100は、センサがないため従来検出することができなかった車両周囲の外気の湿度補正値を、車速センサ30により取得した車両の移動距離と、2つの異なる場所から測定した障害物までの飛翔時間と音速とから算出した車両の移動距離と、に基づいて算出することができる。したがって、障害物検出装置100では、装置の大型化やコストの増大を抑えつつ、温度条件による補正と湿度条件による補正とを個別に行うことができる。
With such a configuration, the
本発明は、超音波により障害物を検出する障害物検出装置、特に検出距離が長距離(例えば3メートル以上)である障害物検出装置に好適である。 The present invention is suitable for an obstacle detection device that detects an obstacle with ultrasonic waves, particularly an obstacle detection device having a long detection distance (for example, 3 meters or more).
100 障害物検出装置
10 超音波素子
20 制御部
21 送波部
22 受波部
23 CPU
24 メモリ
25 通信部
30 車速センサ
40 シフトポジションセンサ
50 外気温度センサ
DESCRIPTION OF
24
Claims (7)
前記車両の速度を検出する車速センサと、
前記車両周囲の外気の温度を検出する外気温度センサと、
前記車速センサの出力に基づき計測された前記車両の移動距離と、前記移動距離の計測開始地点で前記超音波センサにより送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第1の時間と、前記移動距離の計測終了地点で前記超音波センサにより送信された超音波が前記障害物に反射され受信されるまでの第2の時間と、前記外気温度センサの検出した車両周囲の外気の温度とに基づいて前記外気の湿度補正値を算出する制御部と、
を有する障害物検出装置。 An ultrasonic sensor that is provided in the vehicle and detects an obstacle around the vehicle by transmitting and receiving ultrasonic waves;
A vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle;
An outside temperature sensor for detecting the temperature of outside air around the vehicle;
The moving time of the vehicle measured based on the output of the vehicle speed sensor and the first time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor at the measurement start point of the moving distance is reflected by an obstacle and received. A second time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor is reflected and received by the obstacle at the measurement end point of the moving distance, and the outside air around the vehicle detected by the outside air temperature sensor. A control unit that calculates a humidity correction value of the outside air based on the temperature;
Obstacle detection device having
請求項1に記載の障害物検出装置。 The control unit is configured to measure a moving distance of the vehicle measured based on an output of the vehicle speed sensor and an ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor at a measurement start point of the moving distance until it is reflected by an obstacle and received. A first time, a second time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor at the end of measurement of the moving distance is reflected and received by the obstacle, and the vehicle detected by the outside air temperature sensor Calculating the humidity of the outside air based on the temperature of the surrounding outside air,
The obstacle detection apparatus according to claim 1.
前記移動距離と、前記第1の時間と前記第2の時間との差と、に基づいて得られる前記超音波の速度が、前記外気の温度と前記外気の湿度とに基づいて決定される音速に等しくなるものとして、前記外気の湿度補正値を算出する、
請求項1記載の障害物検出装置。 The controller is
The velocity of the ultrasonic wave obtained based on the moving distance and the difference between the first time and the second time is determined based on the temperature of the outside air and the humidity of the outside air. The humidity correction value of the outside air is calculated as
The obstacle detection apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の障害物検出装置。 The control unit determines a threshold value of the amplitude of the ultrasonic wave, which is determined as an obstacle when the ultrasonic sensor receives the ultrasonic wave, using at least the calculated humidity correction value.
The obstacle detection apparatus according to claim 1.
前記シフトポジションセンサが特定の位置にあることが検出されたことを条件に、前記制御部が前記湿度補正値の算出を開始する、
請求項1に記載の障害物検出装置。 A shift position sensor for detecting the positions of the two shift levers;
On the condition that the shift position sensor is detected at a specific position, the control unit starts calculating the humidity correction value.
The obstacle detection apparatus according to claim 1.
前記移動距離の計測開始地点で、前記車両に設けられた超音波センサにより送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第1の時間と、前記移動距離の計測終了地点で前記超音波センサにより送信された超音波が前記障害物に反射され受信されるまでの第2の時間と、前記車両外部に設けられた外気温度センサの検出した車両周囲の外気の温度とに基づいて前記外気の湿度補正値を算出する湿度補正値算出ステップと、
を有する湿度補正値算出方法。 A travel distance measuring step for measuring a travel distance of the vehicle based on an output of a vehicle speed sensor provided on the vehicle and detecting a speed of the vehicle;
At the measurement start point of the movement distance, the first time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor provided on the vehicle is reflected by the obstacle and received, and at the measurement end point of the movement distance. Based on the second time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor is reflected and received by the obstacle and the temperature of the outside air detected by the outside temperature sensor provided outside the vehicle. A humidity correction value calculating step of calculating a humidity correction value of the outside air;
A humidity correction value calculation method.
前記移動距離の計測開始地点で、前記車両に設けられた超音波センサにより送信された超音波が障害物に反射され受信されるまでの第1の時間と、前記移動距離の計測終了地点で前記超音波センサにより送信された超音波が前記障害物に反射され受信されるまでの第2の時間と、前記車両外部に設けられた外気温度センサの検出した車両周囲の外気の温度とに基づいて前記外気の湿度補正値を算出する湿度補正値算出ステップと、
算出された前記湿度補正値を少なくとも用いて、前記超音波センサが超音波を受信したときに障害物と判断する前記超音波の振幅のしきい値を決定するしきい値決定ステップと、
を有する超音波受波しきい値決定方法。
A travel distance measuring step for measuring a travel distance of the vehicle based on an output of a vehicle speed sensor provided on the vehicle and detecting a speed of the vehicle;
At the measurement start point of the movement distance, the first time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor provided on the vehicle is reflected by the obstacle and received, and at the measurement end point of the movement distance. Based on the second time until the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic sensor is reflected and received by the obstacle and the temperature of the outside air detected by the outside temperature sensor provided outside the vehicle. A humidity correction value calculating step of calculating a humidity correction value of the outside air;
A threshold value determining step for determining a threshold value of the amplitude of the ultrasonic wave, which is determined as an obstacle when the ultrasonic sensor receives the ultrasonic wave, using at least the calculated humidity correction value;
An ultrasonic wave reception threshold value determining method.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2015-03-31 JP JP2015071368A patent/JP2016191614A/en active Pending
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