JP2021076397A - 車両および障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受波信号に対する感度を適正に補正することができる。【解決手段】本開示にかかる車両は、車体と、第１送波音波を送波する送波部と、第１送波音波が第１障害物に反射された第１反射音波を受波する受波部と、を備え、送波部は、更に第２送波音波を送波し、受波部は、第２送波音波に由来し、第２障害物に反射された第２反射音波を受波し、受波部は、第２反射音波が車体の少なくとも一部に反射され、更に第２障害物に反射された第３反射音波を更に受波し、受波部は、第３反射音波が車体の少なくとも一部に反射され、更に第２障害物に反射された第４反射音波を更に受波し、第２反射音波、第３反射音波、及び第４反射音波のそれぞれの第２反射音波ピーク、第３反射音波ピーク、及び第４反射音波ピークを抽出し、第２反射音波ピーク、第３反射音波ピーク、及び第４反射音波ピークに対応する減衰曲線を選択し、減衰曲線に基づいて、所定の感度を補正する。【選択図】図２

Description

本開示は、車両および障害物検知装置に関する。

車両に搭載され、音波の反射を用いて障害物を検知する障害物検知装置が知られている。反射音波の強度は気温および湿度によって大きく異なるため、受波信号に対する感度の補正が行われることがある。

特開２０１８−１７３２８２号公報 特開２０１６−０８０６４９号公報

しかしながら、車両において正確な温湿度を測定することは困難な場合があり、そのような場合であっても、受波信号に対する感度を適正に補正可能な技術が求められている。

本開示は、受波信号に対する感度を適正に補正することができる車両および障害物検知装置を提供することを目的とする。

本開示にかかる車両は、第１車輪と、第２車輪と、前記第１車輪及び前記第２車輪に結合され、前記第１車輪及び前記第２車輪によって所定の方向に移動可能な車体と、前記車体の所定の端部に配置され、第１送波音波を送波する送波部と、前記車体の前記所定の端部に配置され、前記第１送波音波が第１障害物に反射された第１反射音波を受波する受波部と、を備え、前記受波部が受波する前記第１反射音波の強度に基づき、所定の感度で前記第１障害物を検出することが出来る車両であって、前記送波部は、更に第２送波音波を送波し、前記受波部は、前記第２送波音波に由来し、第２障害物に反射された第２反射音波を受波し、前記受波部は、前記第２反射音波が前記車体の少なくとも一部に反射され、更に前記第２障害物に反射された第３反射音波を更に受波し、前記受波部は、前記第３反射音波が前記車体の少なくとも一部に反射され、更に前記第２障害物に反射された第４反射音波を更に受波し、前記第２反射音波、前記第３反射音波、及び前記第４反射音波のそれぞれの第２反射音波ピーク、第３反射音波ピーク、及び第４反射音波ピークを抽出し、前記第２反射音波ピーク、前記第３反射音波ピーク、及び前記第４反射音波ピークに対応する減衰曲線を選択し、前記減衰曲線に基づいて、前記所定の感度を補正する。

本開示にかかる車両および障害物検知装置によれば、受波信号に対する感度を適正に補正することができる。

図１は、実施形態にかかる障害物検知装置を備える車両の一例を示す模式図である。 図２は、実施形態にかかる障害物検知装置を備える車両の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施形態にかかる障害物検知装置の受波部が受波する多重反射による反射音波について説明する模式図である。 図４は、実施形態にかかる障害物検知装置の受波部が受波した受波信号を示すグラフである。 図５は、実施形態にかかる障害物検知装置が記憶する減衰曲線データベースに格納される減衰曲線の例を示すグラフである。 図６は、実施形態にかかる障害物検知装置が記憶する減衰曲線データベースに格納される減衰曲線の例を示すグラフである。 図７は、実施形態にかかる障害物検知装置が選択した減衰曲線を抽出された反射音波ピークに重ね合わせたグラフである。 図８は、実施形態にかかる障害物検知装置における補正処理の手順の一例を示すフロー図である。 図９は、実施形態にかかる障害物検知装置おける障害物検知処理の手順の一例を示すフロー図である。

以下、図面を参照しながら、本開示にかかる車両および障害物検知装置の実施形態について説明する。
［実施形態］
実施形態について図面を用いて説明する。

（車両の構成例）
図１は、実施形態にかかる障害物検知装置１００を備える車両１の一例を示す模式図である。図１に示すように、車両１は、車体２と、車体２に所定方向に沿って配置された２対の車輪３（１対のフロントタイヤ３ｆ及び１対のリアタイヤ３ｒ）とを備える。

車体２は、フロントタイヤ３ｆ側の端部である前端部Ｆ、リアタイヤ３ｒ側の端部である後端部Ｒ、及びフロントタイヤ３ｒとリアタイヤ３ｒとの間の車体２の幅方向の端部である側端部Ｓとを有する。車体２は上面視で略矩形をしており、略矩形状の４つの角部を端部と呼ぶ場合もある。

車体２の前後端部Ｆ，Ｒであって、車体２の下端付近には１対のバンパー４が設けられている。１対のバンパー４のうち、フロントバンパー４ｆは車体２の下端部付近の前面全体と側面の一部を覆う。１対のバンパー４のうち、リアバンパー４ｒは車体２の下端部付近の後面全体と側面の一部を覆う。

車体２の所定の端部には、超音波等の音波の送受波を行う送受波部５が配置される。例えば、フロントバンパー４ｆには１つ以上の送受波部５ｆが配置され、リアバンパー４ｒには１つ以上の送受波部５ｒが配置される。１つ以上の送受波部５が、車両１の両側端部Ｓにそれぞれ配置されていてもよい。また、１つ以上の送受波部５が、車両１の４つの角である端部に配置されていてもよい。

送受波部５は障害物検知装置１００に含まれる。障害物検知装置１００は車体２に搭載され、超音波等により車両１の周囲の障害物等を検知する。

車両１は、所定方向に沿って配置された２対の車輪３を用いて走行することが可能である。この場合、２対の車輪３が配置される所定方向が車両１の走行方向（移動方向）となり、ギアの切り替え等により前進または後退することができる。また、操舵により右左折することもできる。

（障害物検知装置の構成例）
図２は、実施形態にかかる障害物検知装置１００を備える車両１の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、車両１は障害物検知装置１００と車両制御部３００とを備える。

車両制御部３００は、車速センサ３１、加速度センサ３２、舵角センサ３３、アクセルセンサ３４、及びブレーキセンサ３５等を備え、車両１の各部の状態を示す情報を取得する。これらの情報に基づき、車両制御部３００は、図示しないエンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータ等を制御することで、車両１を走行させる。

障害物検知装置１００は、例えば駐車を試みている車両１の周囲の障害物を検知する等、低速時の車両１に対する駐車支援等が可能に構成される。障害物検知装置１００は、送受波部５と制御部１０と記憶部２０とを備える。

上述のように、車両１は１つ以上の送受波部５を備える。１つの送受波部５は、超音波等の音波を送波する送波部５１と、送波部５１から送波された音波に由来し、障害物等に反射された反射音波を受波する受波部５２とを備える。このように、１つの送受波部５において、送波部５１と受波部５２とは対となっており、受波部５２は、対となる送波部５１からの送波音波に由来する反射音波を受波可能な程度に、送波部５１に近接して配置される。

ここで、送波部５１からの送波音波に由来する反射音波には、送波部５１から送波された音波が障害物等に反射された反射音波が含まれる。このような反射音波を、これ以降、一次反射音波と呼ぶことがある。また、送波部５１からの送波音波に由来する反射音波には、送波部５１から送波され、障害物等に反射され、バンパー４等の車体２の少なくとも一部に反射され、更に障害物に反射された反射音波等の、２重以上の反射による多重反射音波が含まれる。

制御部１０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を備えたコンピュータとして構成されている。制御部１０に、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｉｒｖｅ）等から構成される記憶部２０が、記憶部２０に記憶されるデータの読み出し可能に接続されていてもよい。

制御部１０は、信号取得部１１、ピーク抽出部１２、減衰曲線選択部１３、補正許可部１４、補正部１５、障害物判定部１６、及び距離算出部１７を備える。

信号取得部１１は送受波部５から各種信号を取得する。送受波部５からの信号としては、送波部５１が音波を送波したタイミングを示す送波タイミング信号、受波部５２が反射音波を受波したタイミングを示す受波タイミング信号、及び受波部５２により受波された反射音波を示す受波信号等がある。

ピーク抽出部１２は、受波部５２により受波された反射音波から多重反射による複数の反射音波ピークを抽出する。

減衰曲線選択部１３は、後述の記憶部２０が記憶する複数の減衰曲線から、ピーク抽出部１２が抽出した複数の反射音波ピークに対応する減衰曲線を選択する。減衰曲線は、所定の温湿度における音波の飛翔距離に応じた減衰量が示された曲線である。減衰曲線選択部１３により所定の減衰曲線が選択されることで、その時の車両１の周囲環境における音波の減衰量が推定可能である。受波信号に対する感度は、選択された減衰曲線に基づき補正される。

補正許可部１４は、受波信号に対する感度の補正が可能なタイミングを検出する。補正許可部１４は、車両制御部３００から、車速センサ３１、加速度センサ３２、舵角センサ３３、アクセルセンサ３４、及びブレーキセンサ３５等の情報を取得して、車両１が所定の状態にある場合に感度の補正を許可する。

補正部１５は、補正許可部１４が補正を許可すると、減衰曲線選択部１３が選択した減衰曲線に基づいて、受波信号に対する感度を補正する。

障害物判定部１６は障害物を検出する。障害物判定部１６による障害物の検出には通常、一次反射音波が用いられる。障害物判定部１６は、受波部５２が受波した反射音波の強度に基づいて、所定の感度で障害物等を検出する。つまり、障害物判定部１６は、反射音波の強度が所定の閾値以上であれば、障害物があるものと検知する。補正部１５が受波信号に対する感度を補正することで、障害物判定部１６は、補正された適正な感度で障害物の有無を判定することができる。障害物判定部１６は、障害物が検出された場合には、車両制御部３００へ障害物が存在するという情報を送信する。

距離算出部１７は、障害物判定部１６により障害物が検出されると、検出された障害物までの距離を算出する。つまり、距離算出部１７は、送波部５１からの送波タイミング信号、及び受波部５２からの受波タイミング信号に基づき、音波が送波されて障害物に反射し、一次反射音波として受波されるまでの音波の飛翔時間を算出する。また、距離算出部１７は、この飛翔時間から音波の飛翔距離を算出する。この飛翔距離は、車両１から障害物までの往復の距離である。これにより、距離算出部１７は、車両１から障害物までの距離を算出する。距離算出部１７は、算出した障害物までの距離の情報を車両制御部３００に送信する。

車両制御部３００は、車両制御部３００からの障害物が存在することの情報、及び距離算出部１７が算出した障害物までの距離の情報の少なくともいずれかに基づいて、障害物を回避するよう車両１を制御する。

記憶部２０は、障害物検知装置１００による障害物検知処理等に必要な各種パラメータ等のほか、減衰曲線データベース２１を記憶する。減衰曲線データベース２１には、種々の温湿度における減衰曲線が格納されている。

（障害物検知装置の補正例）
上述のように、障害物検知装置１００は、例えば低速時の車両１の駐車支援等が可能に構成され、受波部５２が受波した反射音波の強度および受波タイミングに基づいて、所定の感度で障害物等を検出し、また、障害物までの距離を算出する。低速時とは例えば車両１の速度が１０ｋｍ／ｈ未満である場合をいう。

ここで、音波の飛翔距離に応じた減衰量は周囲の温湿度によって大きく異なる。このため、受波信号に対する感度は、車両１の周囲の温湿度に応じた適正な感度に補正されることが好ましい。これにより、感度が高すぎて路面等を障害物と誤検知したり、感度が低すぎて障害物を検知できなかったりすることを抑制することができる。

実施形態の障害物検知装置１００は、多重反射による反射音波を用いて受波信号に対する感度補正を行う。以下、図３〜図７を用いて、障害物検知装置１００の補正手法の例について説明する。

図３は、実施形態にかかる障害物検知装置１００の受波部５２が受波する多重反射による反射音波について説明する模式図である。図３に示すように、感度補正に用いる多重反射による反射音波は、車両１に近接し、送波部５１が送波する音波の進行方向と対向する障害物４０からの反射音波であることが望ましい。

つまり、障害物４０は、例えば駐車場の壁等のように、路面に対して略垂直な面を有するものであることが望ましい。また、車両１に近接しているとは、例えば車両１からの距離が５ｍ以内、より好ましくは車両１からの距離が１ｍ以内であることをいう。したがって、感度補正に用いる多重反射による反射音波は、例えば車両１の速度が１０ｋｍ／ｈ未満のときに取得される。

上記のような障害物４０が車両１に近接して存在する場合、送受波部５ｆが備える送波部５１からの送波音波ＴＳは、障害物４０に反射されて反射音波ＲＷ１となり、車体２の一部に反射する。この反射音波ＲＷ１が一次反射音波である。車体２の一部に反射した一次反射音波のうち、フロントバンパー４ｆ等の障害物４０に対向する面に反射した反射音波ＲＢ１は再び障害物４０に反射されて反射音波ＲＷ２となる。このように、障害物４０と車体２との間で多重に反射された反射音波を多重反射による反射音波と呼ぶ。多重反射による反射音波の少なくとも一部は、送受波部５ｆが備える受波部５２により受波される。

図４は、実施形態にかかる障害物検知装置１００の受波部５２が受波した受波信号を示すグラフである。図４のグラフの横軸は反射音波の飛翔距離（ｍ）であり、縦軸は反射音波の反射強度Ｈである。反射強度Ｈは、例えばレベル０〜２５５の範囲に設定されている。

図４に示すように、受波部５２は、上述の多重反射による反射音波だけでなく、種々の反射音波を受波する。障害物検知装置１００が備えるピーク抽出部１２は、図４に示す受波信号の中から、多重反射による反射音波のピークを抽出する。以下に詳細を述べる。

ピーク抽出部１２は、まず、受波信号の中から、所定の閾値Ｒｔｈを超えた反射音波ピークを抽出する。所定の閾値未満の反射音波ピークには、例えばアスファルト及び砂利等を含む路面からの微弱な反射音波ピーク等が含まれ得る。これらを排除して、より確実に、障害物４０からの反射音波ピークを抽出する。

また、ピーク抽出部１２は、抽出した反射音波ピークの中から最短距離を示すものを選択し、それを基準距離Ｌ_０とする。また、ピーク抽出部１２は、以下の式（１）に当てはまる反射音波ピークを多重反射による反射音波ピークとして抽出する。

｜Ｌｎ−Ｌ_０×（ｎ＋１）｜＜Ｌｔｈ・・・（１）
ｎの最小値は２以上であり、
Ｌ_０は、複数の反射音波ピークのうち最短距離を示す反射音波ピークの距離であり、
Ｌｎは、複数の反射音波ピークのうち最短距離を示す反射音波ピークからｎ番目の反射音波ピークが示す距離であり、
Ｌｔｈは、距離Ｌｎと距離｛Ｌ_０×（ｎ＋１）｝との許容誤差である。

ここで、飛翔距離が最短距離である基準距離Ｌ_０を示す反射音波ピークは、送波部５１からの送波音波が障害物４０に反射されて生じた一次反射音波のピークである。この一次反射音波ピークが多重反射されて生じた反射音波ピークは、原理的には、基準距離Ｌ_０を用いて算出される距離｛Ｌ_０×（ｎ＋１）｝を示す。ただし、実測による距離Ｌｎ（グラフ上の距離）は誤差を含んでいるため、計算上の距離｛Ｌ_０×（ｎ＋１）｝とは完全には一致しない。ピーク抽出部１２は、これらの誤差｜Ｌｎ−Ｌ_０×（ｎ＋１）｜が許容誤差Ｌｔｈの範囲内であれば、距離Ｌｎを有する反射音波ピークを多重反射による反射音波ピークとして抽出する。

また、所定のｎ数において、つまり、基準距離Ｌ_０を示す一次反射音波ピークからｎ番目の反射音波ピークとして、上記の式（１）を満たすピークが複数抽出される場合もあり得る。この場合には、これらのピークの中から、最も高い反射強度Ｈを有するものをｎ番目の反射音波ピークとして抽出する。音波は空気中をある程度広がりながら伝播するため、反射音波には車体２または障害物４０に対して斜めに反射した成分等が含まれる。斜め反射により反射強度Ｈは低下する傾向にあるため、上記のように、高い反射強度Ｈの反射音波ピークを選択することで、車体２と障害物４０との間をより直進的に往復してきた反射音波ピークを抽出することができる。

あるいは、上記の式（１）を満たす複数のピークのうち、誤差｜Ｌｎ−Ｌ_０×（ｎ＋１）｜が最も小さいものをｎ番目の反射音波ピークとして抽出してもよい。これによっても、斜め反射成分を排除して、車体２と障害物４０との間をより最短距離に近い距離で往復してきた反射音波ピークを抽出することができる。

図４に示す反射音波ピークＲＰ０は、飛翔距離が最短距離を示す反射音波ピークであり、すなわち、送波部５１からの送波音波が障害物４０に反射されて生じた一次反射音波のピークである。また、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４は、反射音波ピークＲＰ０が有する最短距離を基準距離Ｌ_０として、ピーク抽出部１２により抽出された多重反射による反射音波ピークである。

反射音波ピークＲＰ１は、最短距離を示す反射音波ピークＲＰ０から１番目の反射音波ピーク、つまり、２重反射による反射音波ピークであり、反射音波ピークＲＰ１の示す距離は距離Ｌ_１である。このとき、距離Ｌ_１と、距離｛Ｌ_０×（１＋１）｝とは許容誤差Ｌｔｈの範囲内にある。同様に、反射音波ピークＲＰ２〜ＲＰ４は、最短距離を示す反射音波ピークＲＰ０から、それぞれ２番目〜４番目の反射音波ピーク、つまり、３重反射〜５重反射による反射音波ピークであり、反射音波ピークＲＰ２〜ＲＰ４の示す距離はそれぞれ距離Ｌ_２〜Ｌ_４である。これらの距離Ｌ_２〜Ｌ_４と、距離｛Ｌ_０×（１＋１）｝とは、いずれも許容誤差Ｌｔｈの範囲内にある。

ピーク抽出部１２は、抽出したこれらの反射音波ピークＲＰ０〜ＲＰ４のうち、受波部５２が受波できる反射強度Ｈの最大値（図４の例ではＨ＝２５５）となっているもの、及び左隣のピークより反射強度Ｈが高いものを除外する。

反射強度Ｈが最大値となっている反射音波ピークは、実際には最大値を超える反射強度Ｈを有している可能性があり、その場合、その反射音波ピークについて正しい反射強度Ｈが得られていないこととなるため除外される。また、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４が多重反射によるものであれば、反射音波ピークＲＰ１の反射強度Ｈは反射音波ピークＲＰ０より小さく、反射音波ピークＲＰ２の反射強度Ｈは反射音波ピークＲＰ１より小さく、というように、各ピークの反射強度Ｈは左隣のピークよりも小さくなるはずである。このため、左隣のピークより反射強度Ｈが高いピークは、多重反射によるものではないとして除外される。

図４の例では、反射音波ピークＲＰ０の反射強度Ｈが最大値を示しており、除外対象となる。これにより、最終的に、４つの反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４が抽出されたこととなる。

障害物検知装置１００が備える減衰曲線選択部１３は、ピーク抽出部１２により３つ以上の反射音波ピークが抽出されると、それらの反射音波ピークに対応する減衰曲線を選択する。減衰曲線は、記憶部２０が記憶する減衰曲線データベース２１の中から選択される。

図５及び図６は、実施形態にかかる障害物検知装置１００が記憶する減衰曲線データベース２１に格納される減衰曲線の例を示すグラフである。図５及び図６のグラフの横軸は、反射音波の飛翔距離（ｍ）であり、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）である。図５及び図６に示すように、減衰曲線データベース２１が保有する減衰曲線には、種々の温湿度での音波の飛翔距離に応じた音波強度の減衰量が示されている。これらの減衰曲線は、例えば−３０℃以上４５℃以下の温度範囲をカバーしていることが望ましい。

減衰曲線選択部１３は、これらの減衰曲線の中から、ピーク抽出部１２が抽出した反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４の頂点が描く曲線と最も近似した減衰曲線を選択する。減衰曲線との近似の度合いは、例えば反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４について最小二乗法により求めた近似曲線と、各減衰曲線とを比較することで判定することができる。なお、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４の近似曲線と減衰曲線とを比較するにあたっては、減衰曲線の縦軸（音圧レベル（ｄＢ））を、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４の実測値であるレベル０〜２５５までの反射強度Ｈに変換する。

図７は、実施形態にかかる障害物検知装置１００が選択した減衰曲線を抽出された反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４に重ね合わせたグラフである。図４と同様、図７のグラフの横軸は反射音波の飛翔距離（ｍ）であり、縦軸は反射音波の反射強度Ｈである。グラフには、障害物検知装置１００が選択した気温２５℃、湿度１０％での減衰曲線が実線で示され、気温２５℃、湿度４０％での減衰曲線が破線で示されている。

図７に示すように、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４の頂点が描く曲線は、気温２５℃、湿度１０％での減衰曲線とよく対応している。一方、例として描画した気温２５℃、湿度４０％での減衰曲線とはあまり対応していない。したがって、例えば図７の例では、減衰曲線選択部１３により気温２５℃、湿度１０％での減衰曲線が選択される。

なお、減衰曲線選択部１３が、減衰曲線の選択に用いる反射音波ピークは３つ以上であれば幾つでもかまわない。また、減衰曲線選択部１３は、ピーク抽出部により抽出された反射音波ピークの全てを用いなくともよい。その場合、受波信号の上限値未満であって、最も強度の高い反射音波ピークから順に選択された３つ以上の反射音波ピークを用いることが望ましい。図７の例で言えば、抽出された４つの反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４のうち、３つのピークのみを用いる場合には、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ３を用いることが望ましい。

その後、所定の状況下で、選択された減衰曲線に基づき受波信号に対する感度が補正される。その所定の状況を補正許可部１４が判定する。

補正許可部１４は、車両１の運転状況から補正が可能な状況か否かを判定し、補正部１５による補正を許可する。補正が可能な状況としては、通常、障害物検知装置１００が使用されない運転状況となった場合である。上述のように、障害物検知装置１００は、例えば車両１の駐車支援に用いられる。そこで、例えば車両１の速度が１０ｋｍ／ｈ以上となっている時、及び車両１のギアがパーキングまたはリバースに入っていない時等が、障害物検知装置１００が使用されない運転状況であり、また、補正が可能な状況として挙げられる。

補正許可部１４は、車両制御部３００が備える各種センサ３１〜３５等から情報を得て、車両１が上記のような運転状況になると、補正部１５に補正を許可する。

障害物検知装置１００の補正部１５は、減衰曲線選択部１３が選択した減衰曲線に基づき、受波信号に対する感度を補正する。つまり、補正部１５は、温湿度等の車両１の周囲環境が、音波の減衰量が大きい環境であると推定される場合には受波信号に対する感度を上げ、音波の減衰量が小さい環境であると推定される場合には受波信号に対する感度を下げる。

このような感度補正には幾つかの手法が考えられる。例えば、補正部１５は、受波部５２が受波した受波信号を増幅する増幅回路における増幅率を変化させて、受波信号に対する感度を補正してもよい。また例えば、補正部１５は、障害物の有無を判定する際の閾値を変化させて、受波信号に対する感度を補正してもよい。

これにより、障害物検知装置１００は、障害物等からの反射音波を適正な感度で検知することができ、反射音波の強度に応じて障害物の有無、車両１から障害物までの距離等をより正確に判定することができる。

（障害物検知装置の処理例）
次に、図８及び図９を用いて、実施形態の障害物検知装置１００における処理例について説明する。図８は、実施形態にかかる障害物検知装置１００における補正処理の手順の一例を示すフロー図である。

図８に示すように、障害物検知装置１００の信号取得部１１が送受波部５からの送波タイミング信号、受波タイミング信号、及び受波信号等を取得する（ステップＳ１０１）。

ピーク抽出部１２は、取得した受波信号のうち、所定の閾値Ｒｔｈを超えたｎ_ｍａｘ個の反射音波ピークを、これらの反射音波ピークが示す距離Ｌ及び反射強度Ｈの数値と共に抽出する（ステップＳ１０２）。また、ピーク抽出部１２は、抽出した反射音波ピークのうち、最も短い距離を示す反射音波ピークの距離Ｌを基準距離Ｌ_０とする（ステップＳ１０３）。

ピーク抽出部１２は、カウンタｎを１に設定したうえで（ステップＳ１０４）、抽出した反射音波ピークのうち、上記の式（１）に当てはまる反射音波ピークがあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。式（１）に当てはまる反射音波ピークが無い場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。このように、多重反射による反射音波が検出できない場合には、例えば車両１の近傍に適正な障害物４０が存在しない場合等が考えられる。

ピーク抽出部１２は、式（１）に当てはまる反射音波ピークがある場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、その中で、反射強度Ｈが最も高い反射音波ピークをｎ番目の反射音波ピークとして、その反射音波ピークが示す距離Ｌｎ及び反射強度Ｈｎの数値と共に抽出する（ステップＳ１０６）。あるいは、誤差｜Ｌｎ−Ｌ_０×（ｎ＋１）｜が最も小さいものをｎ番目の反射音波ピークとして抽出してもよい。

ｎ番目の反射音波ピークが抽出できたら、ピーク抽出部１２は、カウンタｎを１つ繰り上げ（ステップＳ１０７）、このときのｎ数が（ｎ_ｍａｘ−１）数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ここで、ｎ_ｍａｘ数はステップＳ１０２で抽出した反射音波ピークの個数であり、（ｎ_ｍａｘ−１）数はステップＳ１０２で抽出した反射音波ピークの個数から基準距離Ｌ_０を示す反射音波ピークを除いた個数である。

ピーク抽出部１２は、ｎ数が（ｎ_ｍａｘ−１）数を超えていなければ（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、次の反射音波ピークについてステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理を繰り返す。ｎ数が（ｎ_ｍａｘ−１）数を超えていた場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２で抽出した全ての反射音波ピークについてステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理が終了したものとする。

ピーク抽出部１２は、ステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理を経た反射音波ピークのうち、反射強度Ｈが最大値となっているものを除外する（ステップＳ１０９）。さらに、ピーク抽出部１２は、（ｎ＋１）番目の反射音波ピークの反射強度Ｈ_ｎ＋１が、ｎ番目の反射音波ピークの反射強度Ｈｎよりも高い場合、その反射音波ピークを除外する。

減衰曲線選択部１３は、以上のようにして抽出された反射音波ピークが３つ以上存在するか否かを判定し（ステップＳ１１１）、反射音波ピークが３つに満たない場合には（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。

反射音波ピークが３つ以上であった場合には（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、減衰曲線選択部１３は、これらの反射音波ピークについて例えば最小二乗法により近似曲線を求める。また、減衰曲線選択部１３は、記憶部２０の減衰曲線データベース２１を参照し、その中から、上記の近似曲線に最も近い減衰曲線を選択する（ステップＳ１１２）。

補正許可部１４は、車両１が、受波信号に対する感度を補正可能な運転状況にあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。車両１が感度を補正可能な運転状況にない場合には（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、補正許可部１４は車両１の運転状況が変化するまで待機する。

車両１が例えば１０ｋｍ／ｈ以上の速度で走行中である等、障害物検知装置１００が使用され得るような運転状況になく、感度の補正が可能であると判定すると（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、補正許可部１４は補正部１５による補正を許可し、補正部１５は受波信号に対する感度補正を行う（ステップＳ１１４）。なお、これまで低速時の具体的な例として、１０ｋｍ／ｈを例として説明して来たが、低速時としてはこれに限られない。例えば、１５ｋｍ／ｈ、或いは２０ｋｍ／ｈ等であってもよい。

以上により、実施形態の障害物検知装置１００における補正処理が終了する。

図９は、実施形態にかかる障害物検知装置１００における障害物検知処理の手順の一例を示すフロー図である。

図９に示すように、障害物検知装置１００の信号取得部１１が送受波部５からの送波タイミング信号、受波タイミング信号、及び受波信号等を取得する（ステップＳ２０１）。

障害物判定部１６は、取得した受波信号である反射音波の反射強度Ｈに基づき障害物の有無を判定する（ステップＳ２０２）。このときの感度は、例えば補正部１５により車両１の外気温および湿度に見合った適正な値に補正されているので、障害物判定部１６による障害物の誤検知が抑制される。

障害物判定部１６が障害物は無いと判定すると（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ステップＳ２０１の処理に戻る。

障害物判定部１６が障害物があると判定すると（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、距離算出部１７は、送受波部５からの各種信号に基づき、車両１から障害物までの距離を算出する（ステップＳ２０３）。

障害物判定部１６からの障害物の検知情報、及び距離算出部１７からの障害物までの距離の情報は、車両制御部３００へ出力される（ステップＳ２０４）。これ以降、ステップＳ２０１からの処理が繰り返される。

障害物検知装置１００は、以上のステップＳ２０１〜Ｓ２０４までの処理を、例えば時分割で行うことにより、駐車を試みている車両１が時々で位置を変えるのに合わせて、車両１に対する障害物の位置を検出し、車両制御部３００へとフィードバックすることができる。これにより、車両制御部３００は、自動ブレーキ等の制動制御を行ってもよい。

また、これに替えて、あるいは加えて、障害物の検知情報および障害物までの距離情報等を運転者に報知してもよい。運転者へのこれらの情報の報知は、例えばナビゲーション装置またはヘッドアップディスプレイ等へ警告を表示することにより行うことができる。またあるいは、警報音を鳴らしたり、ＬＥＤランプを点滅させたり点灯させたりすることで、運転者への情報の報知を行ってもよい。

またあるいは、障害物検知装置１００は、上記のように刻々と変化する車両１の位置に合わせて動的に障害物の検知を行うのではなく、停止状態にある車両１に対する障害物の検知情報に基づいて、車両１に対する駐車支援を行ってもよい。

上述のように、音波の反射を用いた障害物検知装置においては、温湿度によって音波の減衰量が異なるため、受波信号に対する感度を如何に補正するかという課題がある。一方で、車両の走行により車体に熱がこもるなどして、車両にて外気温および湿度を正確に測定するのが困難な場合がある。

実施形態の障害物検知装置１００によれば、多重反射による反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４を抽出し、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４に対応する減衰曲線を選択し、選択した減衰曲線に基づいて、受波信号に対する感度を補正する。つまり、それぞれ飛翔距離の異なる反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４から、その時の音波の減衰量を推定し、推定した減衰量に基づき感度補正を行う。これにより、受波信号に対する感度を適正に補正することができる。

実施形態の障害物検知装置１００によれば、多重反射による反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４に基づき感度の補正を行う。これにより、温湿度の測定をしなくとも補正を行うことができる。また、温度センサ及び湿度センサを車両１に搭載する必要がなく、コストを削減することができる。

実施形態の障害物検知装置１００によれば、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４を抽出する場合には、まず、受波部５２が受波する音波の強度から所定の閾値以上の複数の反射音波ピークを抽出する。上述のように、所定の閾値未満の反射音波ピークには、例えば路面等からの微弱な反射音波ピーク等が含まれ得る。これらの微弱なピークを用いると、補正の精度が損なわれてしまう恐れがある。反射強度が所定の閾値以上の複数のピークを用いることで、補正の精度を向上させることができる。

実施形態の障害物検知装置１００によれば、上述の式（１）を満たすピークを多重反射による反射音波ピークとして抽出する。これにより、受波部５２が受波した受波信号の中から、多重反射による反射音波ピークを抽出することができる。

実施形態の障害物検知装置１００によれば、反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４を抽出する場合には、多重反射による受波信号を示す反射音波ピークの中から、受波信号の上限値未満であって、最も強度の高い反射音波ピークから順に複数の反射音波ピークを抽出する。これにより、上限値を超える反射強度のピークを排除し、かつ、より強度の高いピークを用いることができ、補正の精度をさらに向上させることができる。

実施形態の障害物検知装置１００によれば、補正に用いる反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４は、車両１に近接し、送波部５１が送波する送波音波の進行方向と対向する障害物４０からの反射音波から抽出する。上述のように、例えば路面からの反射音波は微弱で充分な補正の精度が得られない可能性がある。また、路面からの反射音波を走行中の車両１から取得した場合には、平坦度および材質等の路面の状態が一定でない可能性があり、補正の精度は更に低下しうる。上記のような障害物４０を利用することで、反射強度の高い反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４が得られ、また、同一物からの一定した状態で反射音波ピークＲＰ１〜ＲＰ４を取得でき、補正の精度をさらに向上させることができる。

実施形態の障害物検知装置１００によれば、車両１の速度が所定値以上となった場合に感度を補正する。これにより、障害物検知装置１００の使用を妨げることなく感度の補正をすることができる。

［その他の実施形態］
上述の実施形態では、障害物検知装置１００が、低速時の車両１に対する駐車支援に用いられることとしたが、これに限られない。障害物検知装置は、車両１が所定速度以上で走行している場合に障害物を検知する障害物検知装置として構成されていてもよい。

上述の実施形態では、障害物検知装置１００は、４輪を備える車両１に搭載されることとしたが、これに限られない。障害物検知装置は、モーターバイク等の２輪以上を備える移動体に搭載されることができる。

本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態およびその変形例は、発明の範囲および要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 車両
２ 車体
３ 車輪
４ バンパー
５ 送受波部
１０ 制御部
１１ 信号取得部
１２ ピーク抽出部
１３ 源憂い曲線選択部
１４ 補正許可部
１５ 補正部
１６ 障害物判定部
１７ 距離算出部
２０ 記憶部
２１ 減衰曲線データベース
５１ 送波部
５２ 受波部
１００ 障害物検知装置
３００ 車両制御部

Claims (20)

1. 第１車輪と、
   第２車輪と、
   前記第１車輪及び前記第２車輪に結合され、前記第１車輪及び前記第２車輪によって所定の方向に移動可能な車体と、
   前記車体の所定の端部に配置され、第１送波音波を送波する送波部と、
   前記車体の前記所定の端部に配置され、前記第１送波音波が第１障害物に反射された第１反射音波を受波する受波部と、を備え、
   前記受波部が受波する前記第１反射音波の強度に基づき、所定の感度で前記第１障害物を検出することが出来る車両であって、
   前記送波部は、更に第２送波音波を送波し、
   前記受波部は、前記第２送波音波に由来し、第２障害物に反射された第２反射音波を受波し、
   前記受波部は、前記第２反射音波が前記車体の少なくとも一部に反射され、更に前記第２障害物に反射された第３反射音波を更に受波し、
   前記受波部は、前記第３反射音波が前記車体の少なくとも一部に反射され、更に前記第２障害物に反射された第４反射音波を更に受波し、
   前記第２反射音波、前記第３反射音波、及び前記第４反射音波のそれぞれの第２反射音波ピーク、第３反射音波ピーク、及び第４反射音波ピークを抽出し、
   前記第２反射音波ピーク、前記第３反射音波ピーク、及び前記第４反射音波ピークに対応する減衰曲線を選択し、
   前記減衰曲線に基づいて、前記所定の感度を補正する、
   車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   前記車両の前記所定の端部は、前記車両において前記所定の方向についての端部である、
   車両。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両であって、
   前記送波部及び前記受波部は、バンパーに配置された、
   車両。
4. 請求項３に記載の車両であって、
   前記第２反射音波が反射する前記車体の前記少なくとも一部は、前記バンパーであり、
   前記第３反射音波が反射する前記車体の前記少なくとも一部は、前記バンパーである、
   車両。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両であって、
   更に、第３車輪と第４車輪とを備え、
   前記第３車輪と前記第４車輪とは、前記車体に結合され、
   前記車体は、前記第１車輪、前記第２車輪、前記第３車輪、及び前記第４車輪によって、前記所定の方向へ移動可能である、
   車両。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記第２反射音波ピーク、前記第３反射音波ピーク、及び前記第４反射音波ピークは多重反射による反射音波ピークの一部であって、
   前記受波部が受波する音波の強度から所定の閾値以上の複数の反射音波ピークを抽出し、
   前記複数の反射音波ピークのうち以下の式を満たす反射音波ピークを前記多重反射による反射音波ピークとして抽出する、
   車両。
   ｜Ｌｎ−Ｌ_０×（ｎ＋１）｜＜Ｌｔｈ
   ｎの最小値は２以上であり、
   Ｌ_０は、前記複数の反射音波ピークのうち最短距離を示す反射音波ピークの距離であり、
   Ｌｎは、前記複数の反射音波ピークのうち前記最短距離を示す反射音波ピークからｎ番目の反射音波ピークが示す距離であり、
   Ｌｔｈは、距離Ｌｎと距離｛Ｌ_０×（ｎ＋１）｝との許容誤差である。
7. 請求項６に記載の車両であって、
   前記多重反射による受波信号を示す反射音波ピークの中から、受波信号の上限値未満であって、最も強度の高い反射音波ピークから順に複数の反射音波ピークを抽出する、
   車両。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記第２障害物は、前記車両に近接し、前記送波部が送波する前記第２送波音波の進行方向と対向する、
   車両。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記車両の速度が所定値以上となった場合、前記所定の感度を補正する、
   車両。
10. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両であって、
    前記第１障害物と前記第２障害物は同一であり、
    前記第１送波音波と前記第２送波音波は同一であり、
    前記第１反射音波と前記第２反射音波は同一であり、
    前記第２反射音波は、前記第２送波音波が第２障害物に反射された反射音波である、
    車両。
11. 第１車輪と、
    第２車輪と、
    前記第１車輪及び前記第２車輪に結合され、前記第１車輪及び前記第２車輪によって所定の方向に移動可能な車体に搭載可能であり、
    前記車体の所定の端部に配置され、第１送波音波を送波する送波部と、
    前記車体の前記所定の端部に配置され、前記第１送波音波が第１障害物に反射された第１反射音波を受波する受波部と、を備え、
    前記受波部が受波する前記第１反射音波の強度に基づき、所定の感度で前記第１障害物を検出することが出来る障害物検知装置であって、
    前記送波部は、更に第２送波音波を送波し、
    前記受波部は、前記第２送波音波に由来し、第２障害物に反射された第２反射音波を受波し、
    前記受波部は、前記第２反射音波が前記車体の少なくとも一部に反射され、更に前記第２障害物に反射された第３反射音波を更に受波し、
    前記受波部は、前記第３反射音波が前記車体の少なくとも一部に反射され、更に前記第２障害物に反射された第４反射音波を更に受波し、
    前記第２反射音波、前記第３反射音波、及び前記第４反射音波のそれぞれの第２反射音波ピーク、第３反射音波ピーク、及び第４反射音波ピークを抽出し、
    前記第２反射音波ピーク、前記第３反射音波ピーク、及び前記第４反射音波ピークに対応する減衰曲線を選択し、
    前記減衰曲線に基づいて、前記所定の感度を補正する、
    障害物検知装置。
12. 請求項１１に記載の障害物検知装置であって、
    前記車体の前記所定の端部は、前記車体において前記所定の方向についての端部である、
    障害物検知装置。
13. 請求項１１又は請求項１２に記載の障害物検知装置であって、
    前記送波部及び前記受波部は、前記車体のバンパーに配置された、
    障害物検知装置。
14. 請求項１３に記載の障害物検知装置であって、
    前記第２反射音波が反射する前記車体の前記少なくとも一部は、前記バンパーであり、
    前記第３反射音波が反射する前記車体の前記少なくとも一部は、前記バンパーである、
    障害物検知装置。
15. 請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の障害物検知装置であって、
    前記車体は更に、第３車輪と第４車輪とを備え、
    前記第３車輪と前記第４車輪とは、前記車体に結合され、
    前記車体は、前記第１車輪、前記第２車輪、前記第３車輪、及び前記第４車輪によって、前記所定の方向へ移動可能である、
    障害物検知装置。
16. 請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の障害物検知装置であって、
    前記第２反射音波ピーク、前記第３反射音波ピーク、及び前記第４反射音波ピークは多重反射による反射音波ピークの一部であって、
    前記受波部が受波する音波の強度から所定の閾値以上の複数の反射音波ピークを抽出し、
    前記複数の反射音波ピークのうち以下の式を満たす反射音波ピークを前記多重反射による反射音波ピークとして抽出する、
    障害物検知装置。
    ｜Ｌｎ−Ｌ_０×（ｎ＋１）｜＜Ｌｔｈ
    ｎの最小値は２以上であり、
    Ｌ_０は、前記複数の反射音波ピークのうち最短距離を示す反射音波ピークの距離であり、
    Ｌｎは、前記複数の反射音波ピークのうち前記最短距離を示す反射音波ピークからｎ番目の反射音波ピークが示す距離であり、
    Ｌｔｈは、距離Ｌｎと距離｛Ｌ_０×（ｎ＋１）｝との許容誤差である。
17. 請求項１６に記載の障害物検知装置であて、
    前記多重反射による受波信号を示す反射音波ピークの中から、受波信号の上限値未満であって、最も強度の高い反射音波ピークから順に複数の反射音波ピークを抽出する、
    障害物検知装置。
18. 請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載の障害物検知装置であって、
    前記第２障害物は、前記車体に近接し、前記送波部が送波する前記第２送波音波の進行方向と対向する、
    障害物検知装置。
19. 請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載の障害物検知装置であって、
    前記車体の速度が所定値以上となった場合、前記所定の感度を補正する、
    障害物検知装置。
20. 請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の障害物検知装置であって、
    前記第１障害物と前記第２障害物は同一であり、
    前記第１送波音波と前記第２送波音波は同一であり、
    前記第１反射音波と前記第２反射音波は同一であり、
    前記第２反射音波は、前記第２送波音波が第２障害物に反射された反射音波である、
    障害物検知装置。

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