JP2019196928A - 車両位置検出システム、車両位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車場等の所定の環境内において、車両の位置を検出する車両位置検出システム等を提供する。【解決手段】駐車場Ｐには、超音波を送受波する複数の送受波器１０が設けられている。車両Ｖに搭載された車両位置検出装置８０は、送受波器１０の位置のデータを記憶した記憶部５０と、送受波器１０からの超音波を受信する受波器２０と、複数の送受波器１０から同時に発せられた超音波を受波器２０にて受信した時間差に基づいて駐車場Ｐ内における車両Ｖの位置を求める演算部４０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、所定の環境において車両の位置を検出する技術に関する。

目標とする駐車位置に自動制御によって駐車するシステムを備えた車両は、主に超音波ソナーによって、ガレージ壁との到達距離を推定するか、駐車位置に隣接して駐車している他車両までの到達距離を推定することによって、目標駐車位置までの到達距離を推定することが主流となっている（特許文献１）。また、駐車場内で車両の状態を検出する技術として、駐車場側に設置した送波機の発する電波を利用して、接近した車両の進行方向を特定する技術がある（特許文献２）。

特開２０１７−１８１０６３ 特開２０１５−１３５８８

しかし、上記した方法は、ソナーの発する音波の反射特性が対象となる物体によって異なるため、その推定精度を一定に保つことが難しい。また、ガレージや隣接車両の設置状態が変化すると、それに伴って推定精度が変化するという欠点を有する。特に、隣接車両の中央に駐車させるシステムの場合、隣接車両がないと、目標位置に駐車することができない。住居のガレージへの自動駐車のように、毎回同じ場所に自動制御で駐車するシステムでは、手動駐車によって複数回駐車動作を繰り返すことにより、ソナーの反射特性を学習し、その推定精度を向上させる技術はあるが、ガレージ内の環境が変化することによる影響は避けられない。

また、特許文献２に記載された技術は、車両が駐車場の壁面に近づいたら、進行禁止の判定を行う技術であって、駐車場内における車両位置を検出するものではない。

そこで、本発明は、駐車場等の所定の環境内において、車両の位置を検出する車両位置検出システム等を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために以下の技術的手段を採用する。特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施の形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明は、所定の環境（Ｐ）において車両（Ｖ）の位置を検出する車両位置検出システム（１００）であって、所定の環境（Ｐ）には、超音波の送波器（１０）が設けられており、車両（Ｖ）に搭載された車両位置検出装置（８０）は、送波器（１０）の位置のデータを記憶した記憶部（５０）と、送波器（１０）からの超音波を受信する受波器（２０）と、受波器（２０）にて超音波を受信したタイミングに基づいて環境（９０）内における車両（Ｖ）の位置を求める演算部（４０）とを備える。ここで、受信したタイミングには、複数の受波器（２０）で受信した時間差、受信した時刻のいずれも含む。

本発明によれば、駐車場等の所定の環境内において、車両の位置を検出する車両位置検出システムを提供できる。

第１実施形態に係る車両位置検出システムの構成を説明するための図であり、図１（ａ）は車両位置検出装置のブロック図、図１（ｂ）は利用実態の外観説明図、をそれぞれ示している。 送受波器同士の位置関係の求め方を説明するための平面図である。 第１実施形態に係る車両位置検出システムにおいて、駐車場側に配設された３個のうち２個のソナーを利用した場合の動作説明するための平面図である。 第２実施形態に係る車両位置検出システムの概略構成を説明するためのブロック図である。 第１，第２実施形態の変形例に係る車両位置検出システムの動作手順を説明するためブロック図である。 第３実施形態に係る車両位置検出システムを説明するための図である。 第４実施形態に係る車両位置検出システムを説明するための図である。 第５実施形態に係る車両位置検出システムを説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態に係る車両位置検出システム、及びその車両位置検出装置の構成について図面を参照しながら説明する。なお、同一効果の部位には同一符号を付して説明の重複を避ける。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両位置検出システム１００の構成を説明するための図であり、図１（ａ）は車両位置検出装置８０のブロック図、図１（ｂ）は利用実態の外観説明図、をそれぞれ示している。図１（ｂ）に示すように、車両位置検出システム１００は、駐車場Ｐにおいて車両Ｖの位置を検出する。ここで、駐車場Ｐは、「所定の環境」に対応する。

車両位置検出システム１００は、駐車場Ｐを利用する車両Ｖと、車両Ｖの位置を検出するための付帯設備とを備えている。駐車場Ｐには、付帯設備として、超音波の送受波を行なえる送受波器１１，１２，１３が設置されている。送受波器１１，１２，１３を区別しないときは、送受波器１０という。

送受波器１１〜１３は、送信する超音波の周波数や波形をそれぞれの送受波器に固有のものとすることで、どの送受波器が送信した超音波かを受信した送受波器が知ることができるようにしておく。送受波器１１〜１３のそれぞれが発する超音波をＵ１，Ｕ２，Ｕ３という。超音波Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を総称して超音波Ｕという。

車両Ｖには、車両位置検出装置８０が搭載されている。車両位置検出装置８０は、送受波器１１〜１３から発せられた超音波を受波する受波器２０と、受波器２０にて受波した超音波に基づいて、駐車場９０内における車両位置を演算する演算部４０と、送受波器１１〜１３の設置位置のデータを記憶した記憶部５０とを備えている。記憶部５０には、駐車場Ｐの構造のデータも有しており、駐車場Ｐの環境の中で送受波器１１〜１３が設置された位置を示すデータを有している。

ここで、送受波器１１〜１３の位置のデータの取得について述べる。送受波器１１〜１３の位置関係は、例えば、１つの送受波器から、その他の送受波器に超音波を送信することを繰り返し、送受波器同士の相対変位を推定することができる。これを、図２を参照して説明する。なお、図２を用いて説明する方法では、事前に各送受波器１１〜１３を有線、または無線によって接続し、ある送受波器が超音波を送信したことを他の送受波器が即座に知ることができるようにしておく。

送受波器１１から送受波器１２に超音波Ｕ１を送信し、その到達に要した時間から送受波器１１と送受波器１２との間の相対距離を求める。送受波器１３から送受波器１１，１２に対して超音波Ｕ３を送信し、その到達に要した時間から送受波器１１と送受波器１３との間および送受波器１２と送受波器１３との間の相対距離を求める。そして、三角測量の原理によって各送受波器１１〜１３の相対位置を求める。送受波器が４つ以上の場合は上記手順を繰り返せばよい。この方法によると、送受波器１１〜１３の相対位置計測にかかる手間を大幅に減らすことができる。

演算部４０は、受波器２０にて受波した超音波Ｕ１〜Ｕ３に基づいて車両の位置を検出する。ここで、図３を用いて、演算部４０が車両位置を検出する原理を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、送受波器１１，１２から同時に超音波Ｕ１，Ｕ２を送波し、受波器２０で受波する。演算部４０は、受波器２０が超音波Ｕ１，Ｕ２を受波した時間差に基づいて、受波器２０が存在すると推定される推定位置候補線Ｊを求める。

次に、図３（ｂ）に示すように、送受波器１２，１３から同時に超音波Ｕ２，Ｕ３を送波し、受波器２０で受波する。演算部４０は、受波器２０が超音波Ｕ２，Ｕ３を受波した時間差に基づいて、受波器２０が存在すると推定される推定位置候補線Ｋを求める。続いて、演算部４０は、図３（ｃ）に示すように、図３（ａ）及び図３（ｂ）でそれぞれ求めた推定位置候補線Ｊと推定位置候補線Ｋとの交点を求め、この交点を受波器２０の位置として求める。なお、図３では、説明の便宜上、推定位置候補線Ｊ，Ｋを別々に求める例を示したが、推定位置候補線Ｊ，Ｋを求める手順は同時に行うことができる。

第１実施形態の車両位置検出システム１００は、駐車場Ｐの付帯設備として設置された送受波器１１〜１３から発せられる超音波を用いて、車両Ｖの位置を検出することができる。上述したとおり、超音波を用いて環境データを取得するソナーとして、車両側に設けたものは知られていたが、駐車場Ｐに超音波の送波器１０を設け、送波器１０から発せられた超音波を車両Ｖ側に設けられた受波器２０で受波して車両の位置を検出する装置は知られていなかった。本実施の形態の車両位置検出システム１００は簡易な構成で、駐車場Ｐ内の車両の位置を検出することができる。

なお、本実施の形態では、送受波器１０を付帯設備として有する例を挙げたが、例えば、作業員が設置位置を計測して位置データを入力する等の運用により設置位置が既知であれば、送受波器１０に代えて送波器を用いることができる。複数の送波器から同時に発せられた超音波を受信する時間差に基づいて車両の位置を検出できるからである。

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の車両位置検出システム１０１の構成を示す図である。第２実施形態の車両位置検出システム１０１は、駐車場Ｐ側に１個の送受波器１０が設けられ、車両Ｖ側に３つの受波器２１〜２３が設けられている。受波器２１〜２３を区別しないときは、受波器２０という。

第２実施形態の車両位置検出システム１０１では、送受波器１０から送信された超音波Ｕを車両Ｖ側の３つの受波器２１〜２３で受波する。そして、３つの受波器２１〜２３が超音波Ｕを受波する時間差に基づいて車両位置を検出する。その原理は、第１実施形態車両位置検出システム１００と基本的に同じである。すなわち、受波器２１と受波器２２が受波する時間差により、送受波器１０が存在すると推定される推定位置候補線を引くことができ、また、受波器２１と受波器２３が受波する時間差により、送受波器１０が存在すると推定される推定位置候補線を引くことができる。そして、２本の推定位置候補線の交点から送受波器１０の位置を特定することができる。これにより、送受波器１０と車両Ｖとの位置関係から、駐車場Ｐ内における車両の位置を検出することができる。

図５は、本発明の第１，第２実施形態の変形例に係る車両位置検出システム１０２の構成を示す図である。車両位置検出システム１０２は、駐車場Ｐ側に送受波器１１，１２が設けられ、車両Ｖ側に受波器２１，２２を備えている。

送受波器１１，１２は、超音波Ｕ１，Ｕ２を同時に発し、受波器２１，２２が超音波Ｕ１，Ｕ２を受信して、その時間差に基づいて受波器２１，２２が存在すると推定される推定位置候補線を引く。演算部４０は、推定位置候補線と、受波器２１，２２の位置関係とに基づいて、車両の位置を検出する。

［第３実施形態］
図６は、第３実施形態に係る車両位置検出システム１０３の構成を示す図である。第３実施形態の車両位置検出システム１０３は、駐車場Ｐ側に送受波器１１〜１３が設けられ、車両Ｖ側に送受波器３０が設けられている。送受波器１１は超音波Ｕ１を発し、送受波器１２は超音波Ｕ２を発し、送受波器１１は超音波Ｕ３を発する。送受波器１１〜１３は、車両Ｖ側の送受波器３０から発せられた超音波Ｕを受信すると、即座に超音波Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を発するように制御される。

次に、車両位置検出システム１０３が、車両位置を検出する処理について説明する。まず、車両Ｖ側の送受波器３０が超音波Ｕを発し、駐車場Ｐ側の送受波器１１〜１３が超音波Ｕを受信すると即座に超音波Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を送信する。車両Ｖ側の送受波器３０は、超音波Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を受信した時間差に基づいて、車両の位置を検出する。

第３実施形態の車両位置検出システム１０３は、第１実施形態の車両位置検出システム１００と同様に車両位置を検出することができる。また、第３実施形態の車両位置検出システム１０３は、車両Ｖ側に設けられた送受波器３０が超音波Ｕを発することにより処理が開始するので、駐車場Ｐ側の送受波器１１〜１３は、超音波Ｕの受信に応じて超音波Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３を発すればよい。これにより、駐車場Ｐ側の付帯設備は、超音波を発するタイミングを決定するために車両の接近を検知する構成や、定期的に超音波を発する構成を要しない。

［第４実施形態］
図７は、第４実施形態に係る車両位置検出システム１０４を説明するための図である。車両位置検出システム１０４は、駐車場Ｐの付帯設備として、超音波Ｕ１，Ｕ２をそれぞれ発する送受波器１１，１２と、送受波器１１，１２から超音波Ｕ１，Ｕ２を発したタイミングを通知するデータを送信する無線送信部６０とを備えている。本実施の形態では、超音波Ｕ１，Ｕ２を発したタイミングを通知するデータとして、超音波Ｕ１，Ｕ２を送波したことを示すデータを、送波のタイミングに送信する。これにより、受波器２０は、送波したことを示すデータを受信したタイミングに、超音波Ｕ１，Ｕ２が送波されたと知ることができる。無線により送波タイミングのデータを受信してから、超音波Ｕ１，Ｕ２を受波するまでの時間が超音波Ｕ１，Ｕ２の到達時間となる。

車両Ｖ側の車両位置検出装置８０は、超音波Ｕ１，Ｕ２を受信する受波器２０と、無線データを受信する無線受信部７０と、車両位置を計算する演算部４０と、送受波器１１，１２の設置位置のデータを記憶した記憶部５０を備えている。

演算部４０は、受波器２０にて超音波Ｕ１，Ｕ２を受波したタイミングと、無線受信部７０にて送波タイミングを示すデータを受信したタイミングとに基づいて車両の位置を検出する。すなわち、超音波Ｕ１の到達時間と音速とに基づいて、送受波器１１と受波器２０との距離Ｔ１を求める。同様に、演算部４０は送受波器１２と受波器２０との距離Ｔ２を求める。これにより、演算部４０は、記憶部５０に記憶された送受波器１１，１２の設置位置データと距離Ｔ１，Ｔ２のデータに基づいて、三角測量の原理により車両位置を検出する。なお、本実施の形態では、超音波Ｕ１，Ｕ２を発したタイミングを受波器２０に通知するために、送受波器１０が、超音波Ｕ１，Ｕ２の送波と同時に、送波タイミングを示すデータを送信する例を挙げたが、超音波Ｕ１，Ｕ２を発したタイミングを通知するデータとして、超音波Ｕ１，Ｕ２の送波時刻のデータを用いてもよい。

［第５実施形態］
図８は、第５実施形態に係る車両位置検出システム１０５の構成を示す図である。車両位置検出システム１０５は、第４実施形態と同様に、駐車場Ｐ側から超音波を送波したタイミングを通知するデータを送信する構成は同じであるが、駐車場Ｐ側に１つの送受波器１０が設けられ、車両Ｖ側に２つの受波器２１，２２が設けられている構成が異なる。

第５実施形態に係る車両位置検出システム１０７による車両位置検出の原理は、第４実施形態の車両位置検出システム１０６と同じであり、送受波器１０と受波器２１との距離、送受波器１０と受波器２２との距離と、受波器２１，２２の位置関係に基づいて三角測量の原理により車両位置を検出する。

本発明は、所定の環境において、車両の位置を検出する装置等として有用である。

１０〜１３ 送受波器、２０〜２３ 受波器、３０ 送受波器、
４０ 演算部、５０ 記憶部、６０ 無線送信部、７０ 無線受信部、
８０ 車両位置検出装置、１００〜１０５ 車両位置検出システム、
Ｐ 駐車場、Ｖ 車両

Claims (8)

1. 所定の環境（Ｐ）において車両（Ｖ）の位置を検出する車両位置検出システム（１００）であって、
   前記所定の環境（Ｐ）には、超音波の送波器（１０）が設けられており、
   車両（Ｖ）に搭載された車両位置検出装置（８０）は、
   前記送波器（１０）の位置のデータを記憶した記憶部（５０）と、
   前記送波器（１０）からの超音波を受信する受波器（２０）と、
   前記受波器（２０）にて超音波を受信したタイミングに基づいて前記環境（９０）内における車両（Ｖ）の位置を求める演算部（４０）と、
   を備える車両位置検出システム（１００）。
2. 前記所定の環境（Ｐ）には、複数の送波器（１０）が設けられており、
   前記演算部（４０）は、複数の前記送波器（１０）から同時に発せられた超音波を前記受波器（２０）にて受信した時間差に基づいて車両（Ｖ）の位置を求める請求項１に記載の車両位置検出システム（１００）。
3. 前記演算部（４０）は、前記送波器（１０）から発せられた超音波を複数の前記受波器（２０）にて受信した時間差に基づいて車両（Ｖ）の位置を求める請求項１に記載の車両位置検出システム（１０１）。
4. 前記所定の環境（Ｐ）には、送波器（１０）に代えて超音波を送受波する複数の送受波器（１０）が設けられており、複数の前記送受波器（１０）は超音波の受信に応じて超音波を発するように制御され、
   前記車両位置検出装置（８０）は、
   前記受波器（２０）に代えて送受波器（３０）を備え、
   前記送受波器（３０）から超音波を発し、当該超音波を受けて前記所定の環境（Ｐ）に設けられた複数の送受波器（１０）から発せられた超音波を受信し、
   前記演算部（４０）は、複数の前記送受波器（１０）から発せられた超音波を前記送受波器（３０）にて受信した時間差に基づいて車両（Ｖ）の位置を求める請求項１に記載の車両位置検出システム（１０３）。
5. 前記所定の環境（Ｐ）には、複数の前記送波器（１０）から超音波を発したタイミングを通知するデータを送信する無線送信部（６０）が設けられており、
   前記車両位置検出装置（８０）は、
   前記無線送信部（６０）から超音波を発したタイミングを通知するデータを受信する無線受信部（７０）を備え、
   前記演算部（４０）は、複数の前記送波器（１０）から同時に発せられたそれぞれの超音波を一の前記受波器（２０）にて受信するまでの時間（Ｔ）に基づいて車両（Ｖ）の位置を求める請求項１に記載の車両位置検出システム（１０４）。
6. 前記所定の環境（Ｐ）には、一の前記送波器（１０）から超音波を発したタイミングを通知するデータを送信する無線送信部（６０）が設けられており、
   前記車両位置検出装置（８０）は、
   前記無線送信部（６０）から超音波を発したタイミングを通知するデータを受信する無線受信部（７０）を備え、
   前記演算部（４０）は、一の前記送波器（１０）から発せられた超音波を複数の前記受波器（２０）にて受信するまでの時間（Ｔ）に基づいて車両（Ｖ）の位置を求める請求項１に記載の車両位置検出システム（１０５）。
7. 前記所定の環境（Ｐ）は、駐車場である請求項１乃至６のいずれかに記載の車両位置検出システム（１００）。
8. 所定の環境（Ｐ）において車両（Ｖ）の位置を検出する車両位置検出装置（８０）であって、
   所定の環境（Ｐ）に設けられた一又は複数の送波器（１０）の位置のデータを記憶した記憶部（５０）と、
   一又は複数の前記送波器（１０）からの超音波を受信する一又は複数の受波器（２０）と、
   前記受波器（２０）にて超音波を受信したタイミングに基づいて前記環境（９０）内における車両（Ｖ）の位置を求める演算部（４０）と、
   を備える車両位置検出装置（８０）。
   

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