JP2021196253A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の設計の自由度を損なうことなく対象の高さに関する情報を検出する。【解決手段】本開示の一例としての運転支援装置は、送信波の送信と、対象での反射に応じて戻ってきた送信波としての受信波の受信と、の結果に基づいて検出される対象までの距離と、当該距離の検出に用いられる受信波の受信レベルと、を取得する取得処理部と、取得処理部により取得される距離と受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さに関する情報を検出する検出処理部と、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、運転支援装置に関する。

従来、車両の周囲に存在する対象の高さに関する情報を検出する技術について検討されている。このような技術として、たとえば、車両の異なる高さ位置に複数の超音波センサを設置し、当該複数の超音波センサにより超音波を送受信することで、対象の高さに関する情報を検出する技術が知られている。

特許第６０２６９４８号公報

しかしながら、上記のような従来の技術は、車両の異なる高さ位置に複数の超音波センサを設置することを必要とするため、車両の設計の自由度が制限されることがある。

そこで、本開示の課題の一つは、車両の設計の自由度を損なうことなく対象の高さに関する情報を検出することが可能な運転支援装置を提供することである。

本開示の一例としての運転支援装置は、送信波の送信と、対象での反射に応じて戻ってきた送信波としての受信波の受信と、の結果に基づいて検出される対象までの距離と、当該距離の検出に用いられる受信波の受信レベルと、を取得する取得処理部と、取得処理部により取得される距離と受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さに関する情報を検出する検出処理部と、を備える。

上記のような構成によれば、送信波および受信波を送受信する位置によらず、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さに関する情報を検出することができる。これにより、車両の設計の自由度を損なうことなく対象の高さに関する情報を検出することができる。

上述した運転支援装置において、検出処理部は、距離の変動に応じた受信レベルの変動の度合を関係性として用いて、高さに関する情報を検出する。このような構成によれば、受信レベルの変動の度合に基づいて、高さに関する情報を容易に検出することができる。

この場合において、検出処理部は、距離が小さくなることに応じて受信レベルの変動の度合が閾値を超え始めたときの受信レベルに応じて、高さに関する情報として、高さを示す値を検出する。このような構成によれば、受信レベルの変動の度合が閾値を超え始めたときの受信レベルを特定するだけで、高さを示す値を容易に検出することができる。

また、受信レベルの変動の度合を用いて高さに関する情報を検出する上述した構成において、取得処理部により取得される距離は、複数の送信波の実質的に同時な送信と、対象での反射に応じて戻ってきた複数の送信波としての複数の受信波の受信と、の結果に基づいて検出される対象までの複数の距離を含むとともに、取得処理部により取得される受信レベルは、複数の距離の検出にそれぞれ用いられる複数の受信波の複数の受信レベルを含み、検出処理部は、変動の度合として、複数の受信レベルの距離ごとの平均値に対するばらつきを用いる。このような構成によれば、得られる検出結果の数を増やすことで、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性をより詳細に得ることができる。これにより、高さに関する情報の検出の精度を高めることができる。また、受信レベルのばらつきを容易に算出することができる。

上述した運転支援装置において、検出処理部は、取得処理部により取得される距離と受信レベルとの関係性と、当該関係性に関して予め設定された設定情報と、に基づいて、高さに関する情報を検出する。このような構成によれば、取得処理部により取得される距離と受信レベルとの関係性と設定情報とを用いて高さに関する情報を容易に検出することができる。

この場合において、設定情報は、高さを示す値に応じて予め設定された距離と受信レベルとの所定の関係性を含み、検出処理部は、取得処理部により取得される距離と受信レベルとの関係性と、所定の関係性と、の比較結果に応じて、高さに関する情報を検出する。このような構成によれば、取得処理部により取得される距離と受信レベルとの関係性と所定の関係性とを比較するだけで、高さに関する情報を容易に検出することができる。

また、この場合において、所定の関係性は、高さを示す値が互いに異なる複数の範囲にそれぞれ属している場合に対応して予め設定された複数の関係性を含み、検出処理部は、取得処理部により取得される距離と受信レベルとの関係性と、複数の関係性と、の比較結果に応じて、高さを示す値が複数の範囲内のいずれに属しているかを検出する。このような構成によれば、高さを示す値が複数の範囲内のいずれに属しているかを特定することで、高さに関する情報をより詳細に検出することができる。

また、距離および受信レベルの関係性と設定情報とに基づいて高さに関する情報を検出する上述した構成において、取得処理部により取得される距離は、複数の送信波の実質的に同時な送信と、対象での反射に応じて戻ってきた複数の送信波としての複数の受信波の受信と、の結果に基づいて検出される対象までの複数の距離を含むとともに、取得処理部により取得される受信レベルは、複数の距離の検出にそれぞれ用いられる複数の受信波の複数の受信レベルを含む。このような構成によれば、得られる検出結果の数を増やすことで、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性をより詳細に得ることができる。これにより、高さに関する情報の検出の精度を高めることができる。

図１は、第１実施形態にかかる運転支援システムを備えた車両を上方から見た外観を示した例示的かつ模式的な図である。 図２は、第１実施形態にかかる運転支援システムを構成するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）および距離検出装置の概略的なハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図３は、第１実施形態において対象までの距離を検出するために利用される技術の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。 図４は、第１実施形態において対象の高さに関する情報の高さを検出するために着目すべき特徴を説明するための例示的かつ模式的な図である。 図５は、第１実施形態にかかる運転支援装置の機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図６は、第１実施形態にかかる対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性を示した例示的かつ模式的な図である。 図７は、第１実施形態において対象の高さに関する情報の検出のために実行される処理の一例を示した例示的なフローチャートである。 図８は、第２実施形態において対象の高さに関する情報の検出に用いられる方法の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。 図９は、第２実施形態にかかる設定情報を示すマップ（テーブル）の一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図１０は、第２実施形態において対象の高さに関する情報の検出のために実行される処理の一例を示した例示的なフローチャートである。

以下、本開示の実施形態および変形例を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる物体検出システムを備えた車両１を上方から見た外観を示した例示的かつ模式的な図である。

以下に説明するように、第１実施形態にかかる運転支援システムは、車両１の周囲に存在する対象（たとえば後述する図２に示される障害物Ｏ）に関する情報を検知する車載センサシステム（車載ソナー）を用いて車両１の運転支援を実行するシステムである。

より具体的に、図１に示されるように、実施形態にかかる運転支援システムは、車載制御装置としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００と、車載ソナーとしての距離検出装置２０１〜２０４と、を備えている。ＥＣＵ１００は、一対の前輪３Ｆと一対の後輪３Ｒとを含んだ四輪の車両１の内部に搭載されており、距離検出装置２０１〜２０４は、車両１の外装に搭載されている。

図１に示される例では、一例として、距離検出装置２０１〜２０４が、車両１の外装としての車体２の後端部（リヤバンパ）において、車両１の幅方向に沿って互いに異なる位置に設置されている。しかしながら、距離検出装置２０１〜２０４の設置位置は、図１に示される例に制限されるものではない。たとえば、距離検出装置２０１〜２０４は、車体２の前端部（フロントバンパ）に設置されてもよいし、車体２の側面部に設置されてもよいし、後端部、前端部、および側面部のうち２つ以上に設置されてもよい。

なお、実施形態において、距離検出装置２０１〜２０４が有するハードウェア構成および機能は、それぞれ同一である。したがって、以下では、簡単化のため、距離検出装置２０１〜２０４を総称して物体検出装置２００と記載することがある。また、実施形態において、物体検出装置２００の個数は、図１に示されるような４つに制限されるものではない。

図２は、第１実施形態にかかる運転支援システムを構成するＥＣＵ１００および物体検出装置２００のハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。

図２に示されるように、ＥＣＵ１００は、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。より具体的に、ＥＣＵ１００は、入出力装置１１０と、記憶装置１２０と、プロセッサ１３０と、を備えている。

入出力装置１１０は、ＥＣＵ１００と外部（図１に示される例では物体検出装置２００）との間における情報の送受信を実現するためのインターフェースである。

記憶装置１２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などといった主記憶装置、および／または、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などといった補助記憶装置を含んでいる。

プロセッサ１３０は、ＥＣＵ１００において実行される各種の処理を司る。プロセッサ１３０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などといった演算装置を含んでいる。プロセッサ１３０は、記憶装置１２０に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、たとえば自動駐車などといった各種の機能を実現する。

また、図２に示されるように、物体検出装置２００は、送受波器２１０と、制御部２２０と、を備えている。

送受波器２１０は、圧電素子などにより構成された振動子２１１を有しており、当該振動子２１１により、超音波の送受信を実行する。

より具体的に、送受波器２１０は、振動子２１１の振動に応じて発生する超音波を送信波として送信し、当該送信波として送信された超音波が車両１の周囲に存在する対象で反射されて戻ってくることでもたらされる振動子２１１の振動を受信波として受信する。図２に示される例では、送受波器２１０からの超音波を反射する対象として、路面ＲＳ上に設置された障害物Ｏが例示されている。

なお、図２に示される例では、送信波の送信と受信波の受信との両方が単一の振動子２１１を有した単一の送受波器２１０により実現される構成が例示されている。しかしながら、実施形態の技術は、たとえば、送信波の送信用の第１の振動子と受信波の受信用の第２の振動子とが別々に設けられた構成のような、送信側の構成と受信側の構成とが分離された構成にも適用可能である。

制御部２２０は、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。より具体的に、制御部２２０は、入出力装置２２１と、記憶装置２２２と、プロセッサ２２３と、を備えている。

入出力装置２２１は、制御部２２０と外部（図１に示される例ではＥＣＵ１００および送受波器２１０）との間における情報の送受信を実現するためのインターフェースである。

記憶装置２２２は、ＲＯＭおよびＲＡＭなどといった主記憶装置、およびＨＤＤまたはＳＳＤなどといった補助記憶装置を含んでいる。

プロセッサ２２３は、制御部２２０において実行される各種の処理を司る。プロセッサ２２３は、たとえばＣＰＵなどといった演算装置を含んでいる。プロセッサ２２３は、記憶装置３３３に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、各種の機能を実現する。

ここで、実施形態にかかる物体検出装置２００は、いわゆるＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法と呼ばれる技術により、対象までの距離を検出する。以下に詳述するように、ＴＯＦ法とは、送信波が送信された（より具体的には送信され始めた）タイミングと、受信波が受信された（より具体的には受信され始めた）タイミングとの差に基づいて、対象までの距離を算出する技術である。

図３は、第１実施形態において対象までの距離を検出するために利用される技術の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。

より具体的に、図３は、第１実施形態にかかる物体検出装置２００が送受信する超音波の信号レベル（たとえば振幅）の時間変化をグラフ形式で例示的かつ模式的に示した図である。図３に示されるグラフにおいて、横軸は、時間に対応し、縦軸は、物体検出装置２００が送受波器２１０（振動子２１１）を介して送受信する信号の信号レベルに対応する。

図３に示されるグラフにおいて、実線Ｌ１１は、物体検出装置２００が送受信する信号の信号レベル、つまり振動子２１１の振動の度合の時間変化を表す包絡線の一例を表している。この実線Ｌ１１からは、振動子２１１がタイミングｔ０から時間Ｔａだけ駆動されて振動することで、タイミングｔ１で送信波の送信が完了し、その後タイミングｔ２に至るまでの時間Ｔｂの間は、慣性による振動子２１１の振動が減衰しながら継続する、ということが読み取れる。したがって、図３に示されるグラフにおいては、時間Ｔｂが、いわゆる残響時間に対応する。

実線Ｌ１１は、送信波の送信が開始したタイミングｔ０から時間Ｔｐだけ経過したタイミングｔ４で、振動子２１１の振動の度合が、一点鎖線Ｌ２１で表される所定の閾値Ｔｈ１を超える（または以上になる）ピークを迎える。この閾値Ｔｈ１は、振動子２１１の振動が、検知対象の物体（たとえば図２に示される障害物Ｏ）により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものか、または、検体対象外の物体（たとえば図２に示される路面ＲＳ）により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものか、を識別するために予め設定された値である。

なお、図３には、閾値Ｔｈ１が時間経過によらず変化しない一定値として設定された例が示されているが、実施形態において、閾値Ｔｈ１は、時間経過とともに変化する値として設定されてもよい。

ここで、閾値Ｔｈ１を超えた（または以上の）ピークを有する振動は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものだとみなすことができる。一方、閾値Ｔｈ１以下の（または未満の）ピークを有する振動は、検知対象外の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものだとみなすことができる。

したがって、実線Ｌ１１からは、タイミングｔ４における振動子２１１の振動が、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものである、ということが読み取れる。

なお、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ４以降で、振動子２１１の振動が減衰している。したがって、タイミングｔ４は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信が完了したタイミング、換言すればタイミングｔ１で最後に送信された送信波が受信波として戻ってくるタイミング、に対応する。

また、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ４におけるピークの開始点としてのタイミングｔ３は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信が開始したタイミング、換言すればタイミングｔ０で最初に送信された送信波が受信波として戻ってくるタイミング、に対応する。したがって、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ３とタイミングｔ４との間の時間ΔＴが、送信波の送信時間としての時間Ｔａと等しくなる。

上記を踏まえて、ＴＯＦ法により検知対象の物体までの距離を求めるためには、送信波が送信され始めたタイミングｔ０と、受信波が受信され始めたタイミングｔ３と、の間の時間Ｔｆを求めることが必要となる。この時間Ｔｆは、タイミングｔ０と、受信波の信号レベルが閾値Ｔｈ１を超えたピークを迎えるタイミングｔ４と、の差分としての時間Ｔｐから、送信波の送信時間としての時間Ｔａに等しい時間ΔＴを差し引くことで求めることができる。

送信波が送信され始めたタイミングｔ０は、物体検出装置２００が動作を開始したタイミングとして容易に特定することができ、送信波の送信時間としての時間Ｔａは、設定などによって予め決められている。したがって、ＴＯＦ法により検知対象の物体までの距離を求めるためには、結局のところ、受信波の信号レベルが閾値Ｔｈ１を超えたピークを迎えるタイミングｔ４を特定することが重要となる。

ところで、従来、車両１の周囲に存在する対象までの距離のみならず、当該対象の高さに関する情報を検出する技術について検討されている。このような技術として、たとえば、車両１の異なる高さ位置に複数の超音波センサを設置し、当該複数の超音波センサにより超音波を送受信することで、対象の高さに関する情報を検出する技術が知られている。

しかしながら、上記のような従来の技術は、車両１の異なる高さ位置に複数の超音波センサを設置することを必要とするため、車両１の設計の自由度が制限される。

そこで、実施形態は、以下に説明するような特徴に着目することで、車両の設計の自由度を損なうことなく対象の高さに関する情報を検出することを実現する。

図４は、第１実施形態において対象の高さに関する情報を検出するために着目すべき特徴を説明するための例示的かつ模式的な図である。

図４には、高さＨに設置された物体検出装置２００と高さｈ（＜Ｈ）を有する対象４００（障害物Ｏ）との間に構成されうる超音波の送受信の経路の例が２つ例示されている。なお、図４に示される例において、ハッチングが付された範囲Ｒは、物体検出装置２００により送受信される超音波の指向性の範囲に対応する。

図４に示されるように、物体検出装置２００と対象４００との間で送受信される超音波の飛行距離は、対象４００での反射が発生する位置に応じて変化する。たとえば、図４に示される例では、物体検出装置２００から矢印Ａ４１１に沿って対象４００に飛行した後、当該対象４００での反射を経て矢印Ａ４１２に沿って物体検出装置２００に戻る経路の長さと、物体検出装置２００から矢印Ａ４２１に沿って対象４００に飛行した後、当該対象４００での反射を経て矢印Ａ４２２に沿って物体検出装置２００に戻る経路の長さとは、互いに異なっている。

ここで、物体検出装置２００と対象４００との間に構成される複数の経路の長さは、物体検出装置２００と対象４００との間の距離に依存するため、物体検出装置２００と対象４００とが十分に離れている場合は、物体検出装置２００と対象４００との間に構成される複数の経路間の長さの差を無視することができる。したがって、この場合、物体検出装置２００と対象４００との間の距離と、対象４００での反射を経て物体検出装置２００に戻ってくる受信波の信号レベルとしての受信レベルと、の関係性は、複数の経路間で実質的に等しくなる。なお、図示は省略するが、対象４００の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも大きい状況においても、同様の関係性が得られる。

しかしながら、物体検出装置２００と対象４００とがある程度接近した場合は、物体検出装置２００と対象４００との間に構成される複数の経路間の長さの差を無視することができない。したがって、この場合、物体検出装置２００と対象４００との間の距離と、対象４００での反射を経て物体検出装置２００に戻ってくる受信波の信号レベルとしての受信レベルと、の関係性は、複数の経路間でばらつくことになる。なお、図示は省略するが、対象４００の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも大きい状況においても、同様の関係性が得られる。

ここで、図４に示されるように、対象４００の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも小さい状況では、物体検出装置２００と対象４００とが一定以上接近すると、それに応じて対象４００が超音波の指向性の範囲Ｒから外れていく。したがって、この場合、対象４００での反射を経て物体検出装置２００に戻ってくる受信波の信号レベルとしての受信レベルは徐々に小さくなっていく。

一方、図示は省略するが、対象４００の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも大きい状況では、物体検出装置２００と対象４００とが一定以上接近しても、それに応じて対象４００が超音波の指向性の範囲Ｒから外れることがない。したがって、この場合、対象４００での反射を経て物体検出装置２００に戻ってくる受信波の信号レベルとしての受信レベルは徐々に大きくなっていく。

上記のような特徴を踏まえて、第１実施形態は、次の図５に示されるような運転支援装置５００をＥＣＵ１００により実現することで、車両１の周囲に存在する対象の高さを検出する。

図５は、第１実施形態にかかる運転支援装置５００の機能を示した例示的かつ模式的なブロック図である。

図５に示されるように、第１実施形態にかかる運転支援装置５００は、取得処理部５０１と、検出処理部５０２と、を備えている。

なお、第１実施形態において、図５に示される構成は、ハードウェアとソフトウェアとの協働の結果、より具体的には、ＥＣＵ１００のプロセッサ１３０が記憶装置１２０から所定のコンピュータプログラム（運転支援プログラムまたは高さ検出プログラム）を読み出して実行した結果として実現される。ただし、第１実施形態では、図５に示される構成のうち少なくとも一部が、専用のハードウェア（回路：ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）のみによって実現されてもよい。

取得処理部５０１は、物体検出装置２００の検出結果を取得する。より具体的に、取得処理部５０１は、送信波の送信と、対象での反射に応じて戻ってきた送信波としての受信波の受信と、の結果に基づいて前述したＴＯＦ法により検出される対象までの距離と、当該距離の検出に用いられる受信波の受信レベルと、を物体検出装置２００から取得する。

そして、検出処理部５０２は、図４を参照して説明した前述した特徴に基づいて、対象の高さに関する情報を検出する。すなわち、検出処理部５０２は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さに関する情報を検出する。

取得処理部５０１により取得される対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性は、たとえば次の図６に示されるようなグラフとして表すことができる。

図６は、第１実施形態にかかる対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性を示した例示的かつ模式的な図である。

より具体的に、図６は、図４に示されるような状況下、すなわち対象の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも小さい状況下における対象までの距離の変化に応じた受信レベルの変化を実線Ｌ６０１のグラフとして示している。図６に示されるグラフにおいて、横軸は、対象までの距離に対応し、縦軸は、受信レベルに対応する。

図４を参照して既に説明したように、対象の高さｈが物体検出装置２００の高さよりも小さい状況下においては、物体検出装置２００と対象とが十分に離れている場合と、物体検出装置２００と対象とがある程度接近している場合と、物体検出装置２００と対象とがさらに接近している場合とで、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性が異なる特徴を示す。

たとえば、図６に示される例において、物体検出装置２００と対象とが十分に離れている場合は、横軸の距離がＤ２より大きい区間Ｘ３として例示されており、物体検出装置２００と対象とがある程度接近している場合は、横軸の距離がＤ１以上Ｄ２以下の区間Ｘ２として例示されており、物体検出装置２００と対象とがさらに接近している場合は、横軸の距離が０以上Ｄ１未満の区間Ｘ１として例示されている。

ここで、図６に示される例は、対象の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも小さい状況に対応する。したがって、図６に示される例では、対象と物体検出装置２００とが接近するほど対象が超音波の指向性の範囲から外れる区間Ｘ１において、横軸の距離が小さくなるにつれて縦軸の受信レベルも小さくなる。

一方、前述した通り、対象４００の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも大きい場合は、対象と物体検出装置２００とが接近しても対象が超音波の指向性の範囲から外れることはない。したがって、この場合、図６に示される区間Ｘ１に相当する区間においても、区間Ｘ２およびＸ３に相当する区間と同様、横軸の距離が小さくなるにつれて縦軸の受信レベルが大きくなる（図示は省略する）。

したがって、車両１と対象との接近に応じて両者の間の距離が図６に示される区間Ｘ３、Ｘ２、およびＸ１の順に移動する場合、区間Ｘ１まで移動した段階になれば、対象の高さｈと物体検出装置２００の高さＨとの大小関係を容易に検出することが可能である。

しかしながら、第１実施形態では、区間Ｘ１の段階よりも早い段階で対象の高さｈに関する情報を検出することができれば望ましい。

そこで、第１実施形態は、図６に示される例において横軸の距離がＤ１以上Ｄ２以下の区間Ｘ２に着目する。この区間Ｘ２は、縦軸の受信レベルの変動の度合が大きくなるという特徴を示す。そして、縦軸の受信レベルの大きさは、対象の高さｈに依存する。

以上を踏まえて、第１実施形態は、対象までの距離と受信波の受信レベルとの図６に示されるような関係性をモニタリングし、距離に対する受信レベルの変動の度合が閾値を超え始めたポイントを検出する。これにより、第１実施形態は、区間Ｘ１の段階よりも早い段階、すなわち区間Ｘ２の段階で、物体検出装置２００の高さＨよりも小さい高さｈを有する対象の有無を検出する。

また、第１実施形態は、変動の度合が閾値を超え始めたときの受信レベルと対象の高さｈとの対応関係を示すマップ（テーブル）などを予め設定しておき、当該マップを用いて、ばらつきが閾値を超え始めたときの受信レベルの大きさから、対象の高さｈを検出する。

このように、第１実施形態において、検出処理部５０２は、距離の変動に応じた受信レベルの変動の度合を用いて、対象の高さｈに関する情報を検出する。より具体的に、検出処理部５０２は、距離が小さくなることに応じて受信レベルの変動の度合が閾値を超え始めたときの受信レベルに応じて、対象の高さを示す値を検出する。

ところで、１つの物体検出装置２００による超音波の送受信および距離の検出を短い時間間隔で実行することができれば、１つの物体検出装置２００の検出結果のみを用いても、距離と受信レベルとの図６に示されるような詳細な関係性を得ることが可能である。しかしながら、物体検出装置２００の性能によっては、１つの物体検出装置２００による超音波の送受信および距離の検出を短い時間間隔で実行できない場合もありうる。この場合、得られる検出結果の数が少なくなることに起因して、距離と受信レベルとの関係性が図６に示される例よりもまばらな点群としてしか得られず、受信レベルのばらつきを精度よく検出できないことが想定される。

したがって、第１実施形態は、複数の物体検出装置２００から略同時に送信波を送信し、得られる検出結果の数を増やすことで、距離と受信レベルとの図６に示されるような詳細な関係性を得ることを実現する。この場合、複数の物体検出装置２００により送受信される複数の超音波を互いに識別可能にするため、当該複数の超音波が互いに異なる識別情報を含むように符号化される。符号化の手法としては、位相変調、周波数変調、およびそれらの組み合わせなどのような様々な手法が用いられうる。

なお、第１実施形態において、検出処理部５０２は、複数の物体検出装置２００から略同時に送信波を送信することで距離と受信レベルとの関係性を得る場合、対象の高さｈを検出するための指標として用いられるばらつきとして、複数の物体検出装置２００により得られる複数の受信レベルの平均に対するばらつきを使用しうる。このとき、検出処理部５０２は、複数の受信レベルを、車両１の幅方向における物体検出装置２００の設置位置の差に応じて補正してもよい。

一方、第１実施形態において、検出処理部５０２は、１つの物体検出装置２００の検出結果のみを用いて距離と受信レベルとの関係性を得る場合、対象の高さｈを検出するための指標として用いられるばらつきとして、１つの物体検出装置２００により得られる受信レベルの移動平均に対するばらつきを使用しうる。

上記のような手法で、第１実施形態にかかる検出処理部５０２は、対象の高さｈに関する情報を検出する。そして、第１実施形態では、検出処理部５０２により検出された高さｈに関する情報が、車両１の運転支援に利用されうる。

たとえば、検出処理部５０２により検出された対象の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも小さい場合、当該対象が、輪留めのような車体２に接触する可能性が低い物体に該当すると判定することができる。一方、検出処理部５０２により検出された対象の高さｈが物体検出装置２００の高さＨよりも大きい場合、当該対象が、壁および柱のような車体２に接触する可能性が高い物体に該当すると判定することができる。

したがって、検出処理部５０２により検出された対象の高さｈは、運転支援の一例としての自動駐車の実行時における車体２と対象との接触の可能性の評価に利用することができる。そこで、第１実施形態において、検出処理部５０２は、対象の高さｈに関する情報の検出結果を、車両１に搭載される自動駐車を司る機能に出力する。自動駐車を司る機能は、運転支援装置５００を実現するＥＣＵ１００によって実現されてもよいし、他のＥＣＵによって実現されてもよい。

なお、第１実施形態において、対象の高さｈに関する情報の検出結果を自動駐車とは異なる他の運転支援（自動出庫など）に利用することもできることは、言うまでもない。

以上の構成に基づき、第１実施形態にかかる運転支援装置５００は、次の図７に示されるような処理を実行する。図７に示される一連の処理は、たとえば所定の制御周期で繰り返し実行される。

図７は、第１実施形態において対象の高さｈに関する情報の検出のために実行される処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。

図７に示されるように、第１実施形態では、まず、Ｓ７０１において、運転支援装置５００の取得処理部５０１は、物体検出装置２００による検出結果、より具体的には、対象までの距離および当該距離の検出に用いられる受信波の受信レベルの検出結果を取得する。

そして、Ｓ７０２において、運転支援装置５００の検出処理部５０２は、Ｓ７０１で得られた距離および受信レベルの関係性に基づいて、受信レベルのばらつきを算出する。

そして、Ｓ７０３において、検出処理部５０２は、Ｓ７０２で算出されたばらつきが閾値を超えたか否かを判定する。

Ｓ７０３において、ばらつきが閾値を超えていないと判定された場合、対象の高さｈを検出する根拠が得られない。したがって、この場合、そのまま処理が終了する。

一方、Ｓ７０３において、ばらつきが閾値を超えたと判定された場合、対象の高さｈを検出する根拠が得られる。したがって、この場合、次のＳ７０４に処理が進む。

Ｓ７０４において、検出処理部５０２は、ばらつきが閾値を超え始めたときの受信レベル（たとえば図６に示される例における距離Ｄ２に対応した受信レベル）に基づいて、対象の高さｈを検出する。この場合、たとえば、ばらつきが閾値を超え始めたときの受信レベルと対象の高さｈとの対応関係を示すデータとして予め設定されたマップなどが利用されうる。

そして、Ｓ７０５において、検出処理部５０２は、Ｓ７０４における高さｈの検出結果を、たとえば車両１に搭載される自動駐車を司る機能に出力する。これにより、対象の高さｈに応じた適切な態様で車両１の自動駐車が実行される。そして、処理が終了する。

以上説明したように、第１実施形態にかかる運転支援装置５００は、取得処理部５０１と、検出処理部５０２と、を備えている。取得処理部５０１は、送信波の送信と、対象での反射に応じて戻ってきた送信波としての受信波の受信と、の結果に基づいて検出される対象までの距離と、当該距離の検出に用いられる受信波の受信レベルと、を物体検出装置２００から取得する。そして、検出処理部５０２は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さｈに関する情報を検出する。

上記のような構成によれば、送信波および受信波を送受信する位置によらず、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さｈに関する情報を検出することができる。これにより、車両１の設計の自由度を損なうことなく対象の高さｈに関する情報を検出することができる。

より具体的に、第１実施形態において、検出処理部５０２は、距離の変動に応じた受信レベルの変動の度合を上記の関係性として用いて、対象の高さｈに関する情報を検出する。このような構成によれば、受信レベルの変動の度合に基づいて、対象の高さｈに関する情報を容易に検出することができる。

より詳細に、第１実施形態において、検出処理部５０２は、距離が小さくなることに応じて受信レベルの変動の度合が閾値を超え始めたときの受信レベルに応じて、対象の高さｈに関する情報として、対象の高さｈを示す値を検出する。このような構成によれば、受信レベルの変動の度合が閾値を超え始めたときの受信レベルを特定するだけで、対象の高さｈを示す値を容易に検出することができる。

また、第１実施形態において、取得処理部５０１により取得される距離は、複数の送信波の実質的に同時な送信と、対象での反射に応じて戻ってきた複数の送信波としての複数の受信波の受信と、の結果に基づいて検出される対象までの複数の距離を含みうるとともに、取得処理部５０１により取得される受信レベルは、複数の距離の検出にそれぞれ用いられる複数の受信波の複数の受信レベルを含みうる。そして、検出処理部５０２は、上記の変動の度合として、複数の受信レベルの距離ごとの平均値に対するばらつきを用いる。このような構成によれば、得られる検出結果の数を増やすことで、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性をより詳細に得ることができる。これにより、対象の高さｈに関する情報の検出の精度を高めることができる。また、受信レベルのばらつきを容易に算出することができる。

＜第２実施形態＞
なお、上述した第１実施形態では、受信レベルのばらつき始めを検出することで対象の高さｈに関する情報を検出する構成が例示されている。しかしながら、第２実施形態として、受信レベルがばらつき始める前に対象の高さｈに関する情報を検出する構成も考えられる。

なお、第２実施形態は、対象の高さｈに関する情報を検出するために用いられる方法が第１実施形態と異なるだけで、基本的なハードウェア構成および機能において第１実施形態と共通する。つまり、第２実施形態にかかる運転支援装置５１０は、対象の高さｈに関する情報を検出するための機能として第１実施形態にかかる検出処理部５０２に代えて検出処理部５１２（図５参照）を備えている点以外は、第１実施形態と同様に実現される。

対象の高さｈを検出するために第２実施形態で実行される方法は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性を利用するという大まかな技術的思想において、第１実施形態で実行される方法と共通する。しかしながら、第２実施形態では、以下に説明するように、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性の利用方法が第１実施形態と異なっている。

図８は、第２実施形態において対象の高さｈに関する情報の検出に用いられる方法の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。

図８に示されるように、第２実施形態においても、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性として、第１実施形態と同様の関係性（図６参照）が得られる。第１実施形態では、受信レベルがばらつき始めるポイントとしての区間Ｘ２およびＸ３の境界に着目して対象の高さｈを検出する方法が用いられているため、対象までの距離が距離Ｄ２以下にならないと、対象の高さｈを検出することが基本的にできない。

しかしながら、受信レベルがばらつき始める前の区間Ｘ３の段階においても、受信レベルの大きさは、対象の高さｈに依存する。そこで、第２実施形態は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性と、対象の高さｈを示す値に応じて予め設定された距離と受信レベルとの所定の関係性と、の比較結果に応じて、対象の高さｈに関する情報を検出する。

すなわち、図８に示される例では、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性と比較される所定の関係性として、一点鎖線Ｌ８１１、Ｌ８１２、Ｌ８１３、およびＬ８１４の４つの関係性が予め設定されている。

たとえば、図８に示される例において、一点鎖線Ｌ８１１は、対象の高さｈがｈ１（＞０）以下の第１の範囲に属している場合に対応して実験などにより予め設定された所定の関係性に相当し、一点鎖線Ｌ８１２は、対象の高さｈがｈ１より大きくｈ２以下の第２の範囲に属している場合に対応して実験などにより予め設定された所定の関係性に相当する。また、一点鎖線Ｌ８１３は、対象の高さｈがｈ２より大きくｈ３以下の第３の範囲に属している場合に対応して実験などにより予め設定された所定の関係性に相当し、一点鎖線Ｌ８１４は、対象の高さｈがｈ３より大きくｈ４以下の第４の範囲に属している場合に対応して実験などにより予め設定された所定の関係性に相当する。なお、第２実施形態では、一点鎖線Ｌ８１１〜Ｌ８１４で示される関係性に加えて、対象の高さｈがｈ４より大きい１以上の範囲に属している他の関係性が予め設定されていてもよい。

図８に示される例において、一点鎖線Ｌ８１１は、対象の高さｈが上記の第１の範囲に属しているか否かを判定する閾値Ｔｈ８１１として使用することができる。すなわち、図８に示される例において、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性（実線Ｌ６０１参照）が一点鎖線Ｌ８１１よりも受信レベルが小さい側に位置している場合、対象の高さｈが上記の第１の範囲に属していると判定することができる。

同様に、一点鎖線Ｌ８１２は、対象の高さｈが上記の第２の範囲に属しているか否かを判定する閾値Ｔｈ８１２として使用することができる。すなわち、図８に示される例において、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性（実線Ｌ６０１参照）が一点鎖線Ｌ８１１よりも受信レベルが大きい側でかつ一点鎖線Ｌ８１２よりも受信レベルが小さい側に位置している場合、対象の高さｈが上記の第２の範囲に属していると判定することができる。

また、一点鎖線Ｌ８１３は、対象の高さｈが上記の第３の範囲に属しているか否かを判定する閾値Ｔｈ８１３として使用することができる。すなわち、図８に示される例において、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性（実線Ｌ６０１参照）が一点鎖線Ｌ８１２よりも受信レベルが大きい側でかつ一点鎖線Ｌ８１３よりも受信レベルが小さい側に位置している場合、対象の高さｈが上記の第３の範囲に属していると判定することができる。

また、一点鎖線Ｌ８１４は、対象の高さｈが上記の第４の範囲に属しているか否かを判定する閾値Ｔｈ８１４として使用することができる。すなわち、図８に示される例において、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性（実線Ｌ６０１参照）が一点鎖線Ｌ８１３よりも受信レベルが大きい側でかつ一点鎖線Ｌ８１４よりも受信レベルが小さい側に位置している場合、対象の高さｈが上記の第４の範囲に属していると判定することができる。

実線Ｌ６０１と一点鎖線Ｌ８１１〜Ｌ８１４との比較は、受信レベルがばらつき始める前の区間Ｘ３においても実行することができる。したがって、第２実施形態によれば、受信レベルがばらつき始める前に対象の高さｈに関する情報を検出することができる。

上述した設定情報としての一点鎖線Ｌ８１１〜Ｌ８１４は、次の図９に示されるようなマップ（テーブル）９００として記憶装置１２０（図１参照）に予め記憶される。

図９は、第２実施形態にかかる設定情報を示すマップ（テーブル）９００の一例を示した例示的かつ模式的な図である。

図９に示されるように、第２実施形態では、設定情報として、対象の高さｈが属しうる複数の範囲（上述した第１〜第４の範囲）と、対象の高さｈが複数の範囲のいずれに属しているかの判定に使用する閾値（上述した閾値Ｔｈ８１１〜Ｔｈ８１４）と、の対応関係が予め設定されている。

以上の構成に基づき、第２実施形態では、対象の高さｈに関する情報の検出のために、次の図１０に示されるような処理が実行される。図１０に示される一連の処理は、たとえば所定の制御周期で繰り返し実行される。

図１０は、第２実施形態において対象の高さｈに関する情報の検出のために実行される処理の一例を示した例示的なフローチャートである。

図１０に示されるように、第２実施形態では、まず、Ｓ１００１において、取得処理部５０１は、物体検出装置２００による検出結果、より具体的には、対象までの距離および当該距離の検出に用いられる受信波の受信レベルの検出結果を取得する。

そして、Ｓ１００２において、検出処理部５１２は、Ｓ７０１で得られた距離および受信レベルの関係性と、予め設定された設定情報と、を比較する。たとえば、上述した図８に示される例のもとでは、検出処理部５１２は、Ｓ７０１で得られた距離および受信レベルの関係性を示す実線Ｌ６１１と、設定情報として予め設定された閾値Ｔｈ８１１〜Ｔｈ８１４を示す一点鎖線Ｌ８１１〜Ｌ８１４と、の縦軸方向の大小関係を比較する。

そして、Ｓ１００３において、検出処理部５１２は、Ｓ１００２における比較の結果に基づいて、対象の高さｈを検出する。たとえば、上述した図８に示される例では、実線Ｌ６１１が縦軸方向において一点鎖線Ｌ８１２およびＬ８１３の間に位置しているため、検出処理部５１３は、対象の高さｈが、一点鎖線Ｌ８１３に対応した上述した第３の範囲に属していると判定する。

そして、Ｓ１００４において、検出処理部５１２は、Ｓ１００３における高さｈの検出結果を、たとえば車両１に搭載される自動駐車を司る機能に出力する。これにより、対象の高さｈに応じた適切な態様で車両１の自動駐車が実行される。そして、処理が終了する。

以上説明したように、第２実施形態において、検出処理部５１２は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さｈに関する情報を検出する。このような構成によれば、送信波および受信波を送受信する位置によらず、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性に基づいて、対象の高さｈに関する情報を検出することができる。これにより、車両１の設計の自由度を損なうことなく対象の高さｈに関する情報を検出することができる。

より具体的に、第２実施形態において、検出処理部５１２は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性と、当該関係性に関して予め設定された設定情報と、に基づいて、対象の高さｈに関する情報を検出する。このような構成によれば、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性と設定情報とを用いて対象の高さｈに関する情報を容易に検出することができる。

すなわち、設定情報は、対象の高さｈを示す値に応じて予め設定された距離と受信レベルとの所定の関係性を含む。そして、検出処理部５１２は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性と、所定の関係性と、の比較結果に応じて、対象の高さｈに関する情報を検出する。このような構成によれば、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性と所定の関係性とを比較するだけで、対象の高さｈに関する情報を容易に検出することができる。

より詳細に、上記の所定の関係性は、対象の高さｈを示す値が互いに異なる複数の範囲にそれぞれ属している場合に対応して予め設定された複数の関係性を含む（図９参照）。そして、検出処理部５１２は、取得処理部５０１により取得される距離と受信レベルとの関係性と、複数の関係性と、の比較結果に応じて、対象の高さｈを示す値が複数の範囲内のいずれに属しているかを検出する。このような構成によれば、対象の高さｈを示す値が複数の範囲内のいずれに属しているかを特定することで、対象の高さｈに関する情報をより詳細に検出することができる。

また、第２実施形態では、第１実施形態と同様、取得処理部５０１により取得される距離は、複数の送信波の実質的に同時な送信と、対象での反射に応じて戻ってきた複数の送信波としての複数の受信波の受信と、の結果に基づいて検出される対象までの複数の距離を含みうるとともに、取得処理部５０１により取得される受信レベルは、複数の距離の検出にそれぞれ用いられる複数の受信波の複数の受信レベルを含みうる。このような構成によれば、得られる検出結果の数を増やすことで、対象までの距離と受信波の受信レベルとの関係性をより詳細に得ることができる。これにより、対象の高さｈに関する情報の検出の精度を高めることができる。

＜変形例＞
なお、上述した第１および第２実施形態は、組み合わせて実施することもできる。したがって、本開示の技術は、たとえば、受信レベルがばらつき始める前は第２実施形態の技術により対象の高さに関する情報を検出し、受信レベルがばらつき始めた以後は第１実施形態の技術により対象の高さに関する情報を検出する技術も含んでいる。

また、上述した第１および第２実施形態では、本開示の技術が、超音波の送受信によって物体までの距離を検出する構成に適用されている。しかしながら、本開示の技術は、音波、ミリ波、レーダ、および電磁波などのような、超音波以外の他の波動の送受信によって物体までの距離を検出する構成にも適用することが可能である。

以上、本開示の実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態および変形例は、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。上述した実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

５００、５１０ 運転支援装置
５０１ 取得処理部
５０２、５１２ 検出処理部

Claims (8)

1. 送信波の送信と、対象での反射に応じて戻ってきた前記送信波としての受信波の受信と、の結果に基づいて検出される前記対象までの距離と、当該距離の検出に用いられる前記受信波の受信レベルと、を取得する取得処理部と、
   前記取得処理部により取得される前記距離と前記受信レベルとの関係性に基づいて、前記対象の高さに関する情報を検出する検出処理部と、
   を備える、運転支援装置。
2. 前記検出処理部は、前記距離の変動に応じた前記受信レベルの変動の度合を前記関係性として用いて、前記高さに関する情報を検出する、
   請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記検出処理部は、前記距離が小さくなることに応じて前記受信レベルの変動の度合が閾値を超え始めたときの前記受信レベルに応じて、前記高さに関する情報として、前記高さを示す値を検出する、
   請求項２に記載の運転支援装置。
4. 前記取得処理部により取得される前記距離は、複数の送信波の実質的に同時な送信と、前記対象での反射に応じて戻ってきた前記複数の送信波としての複数の受信波の受信と、の結果に基づいて検出される前記対象までの複数の距離を含むとともに、前記取得処理部により取得される前記受信レベルは、前記複数の距離の検出にそれぞれ用いられる前記複数の受信波の複数の受信レベルを含み、
   前記検出処理部は、前記変動の度合として、前記複数の受信レベルの前記距離ごとの平均値に対するばらつきを用いる、
   請求項２または３に記載の運転支援装置。
5. 前記検出処理部は、前記取得処理部により取得される前記距離と前記受信レベルとの前記関係性と、当該関係性に関して予め設定された設定情報と、に基づいて、前記高さに関する情報を検出する、
   請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の運転支援装置。
6. 前記設定情報は、前記高さを示す値に応じて予め設定された前記距離と前記受信レベルとの所定の関係性を含み、
   前記検出処理部は、前記取得処理部により取得される前記距離と前記受信レベルとの前記関係性と、前記所定の関係性と、の比較結果に応じて、前記高さに関する情報を検出する、
   請求項５に記載の運転支援装置。
7. 前記所定の関係性は、前記高さを示す値が互いに異なる複数の範囲にそれぞれ属している場合に対応して予め設定された複数の関係性を含み、
   前記検出処理部は、前記取得処理部により取得される前記距離と前記受信レベルとの前記関係性と、前記複数の関係性と、の比較結果に応じて、前記高さを示す値が前記複数の範囲内のいずれに属しているかを検出する、
   請求項６に記載の運転支援装置。
8. 前記取得処理部により取得される前記距離は、複数の送信波の実質的に同時な送信と、前記対象での反射に応じて戻ってきた前記複数の送信波としての複数の受信波の受信と、の結果に基づいて検出される前記対象までの複数の距離を含むとともに、前記取得処理部により取得される前記受信レベルは、前記複数の距離の検出にそれぞれ用いられる前記複数の受信波の複数の受信レベルを含む、
   請求項５〜７のうちいずれか１項に記載の運転支援装置。

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