JP3448946B2 - 車両周囲モニタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車庫や駐車場等にお
いて、車両周囲の状況を運転者に分かりやすく表示提供
することにより、運転者が周囲状況を容易に把握でき、
運転者が的確な操作を行なうことができるようにした車
両用周囲モニタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用周囲モニタ装置として、第
１には特開昭６０−１５２９６９号公報に開示されたも
のがある。これは図２６に示すように、超音波センサ６
１を車体６０の四隅に設置し周囲物体との距離を測定し
て、周囲状況、とくに車両隅部への障害物への接近状況
をランプの点滅や警報音などにより運転者に伝えるよう
にしたものである。あるいはまた、第２として、実開昭
６３−１２２１５５に開示されたものは、車両に取り付
けたセンサにより、車両の移動を利用して駐車スペース
の間口を計測し、駐車の可否判断を運転者に伝えるよう
にしている。

【０００３】そしてとくに車両周囲の形状を測定するも
のとしては、第３にスキャン式のレーダ等を車両周囲に
配置し、これを相当角度にわたってスキャンして車両周
囲の状況を検出する障害物検知装置が多く検討されてい
る。さらに第４として、特開昭６１−１０５４７８号公
報には、図２７に示すように、検知角度の広い距離セン
サ６４、６５を用いて、各検出距離Ｘ１、Ｘ２の差によ
り障害物Ｋの位置を検出することにより、少数のセンサ
で車両周囲の広い範囲をカバーするようにしたものが開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両周囲モニタ装置にあって、第１の超音波
センサ等によるものは、自車両周囲の物体との距離を検
出し、その結果を表示装置上の接近部位に対応するラン
プの点滅あるいは警報音によって運転者に知らせるた
め、センサの検出範囲内に入った障害物の距離や位置は
その時々に運転者に提供されるものの、一度警報された
障害物が、車両が移動したことによってどの位置にある
かといった具体的な位置情報を得ることができないとい
う問題がある。 そこで、超音波センサを車両周囲に複
数設ければ、全方位の障害物を検出することはできる
が、しかし、従来の検知範囲の広い超音波センサ等で
は、どのセンサで検知されたかによって障害物のおおま
かな方向は分かっても正確な方向までは特定できない。
同じ理由で、車両周囲全体の形状を把握することも困難
である。

【０００５】また第２の従来装置では、移動方式で車両
周囲の形状を把握し、駐車の可否判断を運転者に伝える
ことができるが、そのためには駐車スペースに対して自
車両が平行に侵入しなければならないうえ、現在車両が
駐車スペースに対してどのような位置関係にあるかを運
転者が知ることができないという問題点がある。さらに
第３のレーダセンサのスキャンによるものでは、常時車
両周囲の形状が把握できるが、センサの機構が複雑にな
るうえ、高価になってしまう。

【０００６】そして第４のものも、検知範囲の広いセン
サを用いているので、壁のような障害物に対しては、正
しい距離を求めることができず、例えば車庫や駐車場ス
ペースの形状等を知らせる装置には不適である。この対
策としては、指向性が強くてより検知角度の狭いセンサ
が必要となるが、単に検知角度の狭いセンサとするだけ
では、非常に多くのセンサを用いなければ駐車場スペー
ス等の形状を把握することはできず、また全方向からの
障害物を検出することも困難となる。

【０００７】したがって本発明は、上記従来の問題点に
鑑み、車両周囲の状況を画像表示して障害物等の具体的
な方向・距離などを示しながら、その表示を自車両と周
囲状況との関係に応じて運転者が感覚的に認識しやすい
ものとした車両用周囲モニタ装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の本発明は、車両の車体周囲に設置され、ビームを発
して車両周囲の物体との距離および方向を逐次検出する
複数の物体検知センサと、車両の動きを検出する車両移
動状態検出手段と、物体検知センサの検知出力および車
両移動状態検知手段の出力に基づいて、物体検知センサ
で検知された物体の車両に対する位置を算出して位置デ
ータとする演算手段と、この演算手段からの位置データ
を蓄積保持する記憶手段と、この記憶手段に保持された
位置データに基づいて、車両周囲の環境地図データを合
成する地図合成手段と、地図合成手段から環境地図デー
タを受けて車両周囲の地図を表示する表示手段と、物体
検知センサごとの位置データ間の比較に基づいて物体検
知センサのビーム出力を個別に制御するセンサ出力制御
手段とを有し、前記の演算手段は、車両移動状態検出手
段で検出された車両の動きに応じて記憶手段に保持され
ている位置データを補正して当該記憶手段に再保持させ
るよう構成されているものとした。

【０００９】

【作用】請求項１のものでは、演算手段が複数の物体検
知センサの検知出力に基づいて周囲物体の車両に対する
位置データを求め、それぞれの検知方向ごとにおけるそ
の位置データが逐次記憶装置に保持される。この際、す
でに記憶装置に保持されている位置データを自車両の動
き、すなわち移動状態に対応して自車両との相対位置を
補正しながら逐次蓄積されてゆき、これが点データ列と
なる。地図合成手段がこの点データ列をもとに車両の周
囲状況を示す環境地図データを合成し、これが表示装置
で表示される。逐次蓄積された点データ列から環境地図
データを合成するので、検出方向固定の簡単な物体検知
センサを用いて、自車両と周囲状況との関係が感覚的に
認識しやすい地図表示が得られる。

【００１０】さらにセンサ出力制御手段が、物体検知セ
ンサごとの検知出力に基づく位置データ間の比較に基づ
いて、ビーム出力が大き過ぎる物体検知センサ、あるい
はビーム出力の弱い物体検知センサを抽出する。そし
て、抽出した大出力の物体検知センサの出力レベルを低
減させ、あるいは小出力の物体検知センサはその出力レ
ベルを増大させる。これにより、隣接する物体検知セン
サのビーム出力に起因する強い反射波による悪影響が防
止され、感度のレベルが合わせられる。

【００１１】なお、上記記憶手段は、電源停止の間もす
でに蓄積された位置データを保持するものとすることが
でき、また地図合成手段では、電源投入時に上記電源停
止の間記憶手段に保持されていた位置データを用いて環
境地図データを合成し、表示手段に表示させることがで
きる。さらに演算手段は、電源投入後の物体検知センサ
の検知出力に基づいて算出した位置データが、電源停止
の間記憶手段に保持されていた位置データと等しい場合
は、記憶手段に保持されていた位置データを継続保持さ
せ、異なる場合には、記憶手段に保持されていた位置デ
ータを削除するものとすることができる。

【００１２】また、物体検知センサは２組ずつを車体の
四隅部に設け、対角に位置する各物体検知センサの計測
線が残る隅部の外方で交差するようにして、車両の全周
を計測線で覆うことができる。そして、各計測線がさら
に車体の前後および左右の各中央部において車体壁面か
ら同じ距離で交差させることができ、あるいは、車両の
運転席の反対側における計測線の上記外方で交差する交
点が、運転席側における計測線の外方で交差する交点よ
りも車体からの距離が長くなるように設定して、計測線
で囲まれる検知領域を運転者の死角領域において拡大さ
せることができる。

【００１３】さらにまた、演算手段はデータ有効度判定
手段を備えて、記憶手段に保持された位置データの有効
度に応じて位置データの整理を行うようにすることがで
きる。この有効度は、位置データの車両からの距離、デ
ータ取得時点からの経過時間、あるいは車両の走行距離
で判定し、それぞれ所定値以上のとき当該位置データを
削除するものとすることができる。

【００１４】あるいはまた、データ有効度判定手段は、
記憶手段に保持された位置データが物体検知センサの検
知出力に基づいて算出した新たな位置データと同一位置
を計測したものであるとき、その新たな位置データに置
き換えるものとし、あるいは、各位置データの経過時間
に応じた加重平均により求めた新しい位置データで置き
換えるものとすることができる。

【００１５】また、演算手段はデータ圧縮手段を備え
て、記憶手段に保持された位置データを直線または曲線
により近似し、圧縮データとして記憶手段に再保持させ
るようにすることができる。さらに、地図合成手段は、
物体検知センサごとの検知出力に基づいて算出した位置
データ間の相関値を求め、相関値の比較に基づいて各物
体検知センサの異常を検出させることができる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の第１の実施例の構成を示す。まず車
両１の車体周囲に複数のレーザレーダ１１（１１ａ〜１
１ｍ）が設けられている。各レーザレーダ１１はその発
したビームＢ（Ｂａ〜Ｂｍ）の反射波に基づき車両周囲
の路面形状を含む物体の距離を検出する。 図２は、レ
ーザレーダ１１の設置レイアウトと各検知方向（計測
線）を示している。距離が検出される対象物の方向が特
定できるように、各レーザレーダ１１のビームの指向性
は高く、検知角度は狭く設定され、その方向が固定され
ている。

【００１７】各レーザレーダ１１で検出される方向と距
離データは演算装置１２に入力され、ここで車両と検出
物体あるいは路面との位置関係が算出される。 演算装
置１２にはさらに車両のステアリングの角度を検出する
ステアリング角センサ１３と、車両の左右後輪に設けら
れた車輪速センサ１４が接続されている。

【００１８】そしてさらに演算装置１２には算出された
位置データからなる周囲データが保持される記憶装置１
５が接続され、記憶装置１５には、その周囲データをも
とに、車両周囲の周囲環境地図データを合成する地図合
成装置１６と、地図合成装置１６で合成された周囲環境
地図データにより地図表示を行う表示装置１７が順次接
続されている。なお、記憶装置１５は電源が切られても
データを保持できる不揮発性のメモリを内蔵している。

【００１９】次に、上記構成になる車両周囲モニタ装置
における作用を、図３のフローチャートにより説明す
る。まず、車両のイグニッションスイッチがオンされて
装置の電源が入ると、ステップ１０１において、レーザ
レーダ１１による車両周囲の物体との距離あるいは路面
形状の計測データが演算装置１２に入力され、検出され
た物体および路面の車両に対する位置データが算出され
る。ステップ１０２では、記憶装置１５に前回車両が停
止したときの周囲データが保持されているかどうかがチ
ェックされる。

【００２０】前回のデータが保持されている場合は、ス
テップ１０３に進んで、記憶装置１５のデータの検証を
行う。保持データと現在の車両周囲の位置データが等し
ければ、車両が停止したときと周囲状況が変化していな
いものと判断し、保持されている周囲データを継続して
利用するものとして、ステップ１０５へ進む。新しい位
置データと保持データとが等しくない場合には、車両が
停止したときとは周囲状況が変化しているものと判断
し、ステップ１０４において、すべての保持周囲データ
をクリアしてクリアフラグがセットされ、新たに車両周
囲の位置データを収集して蓄積していく。

【００２１】ステップ１０５では、ステアリング角セン
サ１３および車輪速センサ１４からの信号が読み込まれ
て、これらを基に前回車両周囲の物体を検出した時点か
らの車両の移動量が算出される。続いてステップ１０６
で、移動状態としての上記車両の移動量に基づき、記憶
装置１５に保持されていた検出物体の車両に対する周囲
データの位置座標が補正されるとともに、ステップ１０
７において、新たに検出された位置データが書き込まれ
て周囲データに追加される。

【００２２】図４は、上記データの補正および蓄積の様
子を示す。車両１がまず図４の（ａ）に示される位置に
あるとき、各レーザレーダ１１によりその車両周囲の物
体、ここでは走行路側壁Ｍ１、Ｍ２までの距離が検出さ
れる。ここで、記憶装置１５では、そのデータフレーム
の中心を自車両の位置としてある。したがって、上記検
出された物体に関する位置データは、データフレームの
中心から物体の対応する距離位置に記憶されている。

【００２３】自車両が移動して、図４の（ｂ）に示す位
置に来た場合、その移動の間にいくつかの位置データが
得られる。各データの測定ごとに、上記のステップ１０
５で、直線分Ｓおよび回転角θからなる自車両の移動量
が算出される。そしてステップ１０６では、前回測定時
の自車両の位置に比べて距離Ｌだけ走行路と平行に直進
移動している場合に、記憶装置１５に記憶しておいたそ
れ以前に得られた周囲データを、記憶装置１５の座標上
でＬに相当する距離だけ逆方向に移動させて、データの
相対位置が補正される。そして、次にステップ１０７で
今回得られた位置データが新たにその検出位置に対応す
る記憶装置１５上の位置に書き込まれる。これが繰り返
し行なわれることにより、図４の（ｃ）に示すような車
両１周囲の物体に関する点データ列Ｄが収集される。こ
れにより、車両周囲の形状が把握できる。

【００２４】また、図５の（ｄ）の状態から、ステアリ
ングを切りながら移動して、車両１の向きが変化した図
５の（ｅ）に示す状態になったときにも、ステアリング
角センサ１３と車輪速センサ１４の信号を基に自車両の
移動量が推定される。そして、推定された車両の移動量
から、車両の回転角度と移動方向が求められる。

【００２５】この車両移動位置の推定は、図６にその原
理が示されるデッドレコニングによる。まず、車輪速セ
ンサ１４により検出された左右後輪のそれぞれの走行距
離をＳL 、ＳR とすると、車両の回転角θは、θが小さ
いものとして、 θ＝（ＳR −ＳL ）／ｈ と近似できる。

【００２６】したがって、Ｓ＝（ＳR ＋ＳL ）／２とし
て、車両の重心位置の移動距離は、横方向に、 Ｓｘ＝Ｓｃｏｓ（（π−θ）／２） 縦方向に、 Ｓｙ＝Ｓｓｉｎ（（π−θ）／２） だけ移動する。ただし、ｈは後輪のトレッド、θは反時
計方向の回転を正とし、車両の前方および右方向を正と
する。

【００２７】レーザレーダ１１で得たデータは、検出し
たレーザレーダ１１の位置、検出方向および検出距離か
ら、車両中心に対するＸＹ座標上の相対位置を算出し、
検出したレーザレーダの識別コードならびに検出時刻と
ともに記憶装置１５に記憶していく。データ位置の更新
は、前述の直進移動の場合と同様に、前回までに得られ
た車両周囲のデータの位置情報に対して、このデッドレ
コニングにより求められる車両の重心位置の移動と回転
分だけ逆の操作を行って各データの位置を補正すること
によってなされる。

【００２８】すなわち、車両中心に対して横方向に −Ｓｃｏｓ（（π−θ）／２） 縦方向に、 −Ｓｓｉｎ（（π−θ）／２） の量だけ移動させ、同じく車両中心に対して（−θ）だ
け回転させたＸＹ座標のデータ位置を演算して、新たに
記憶装置に書き込む。

【００２９】以上を周囲データすべてのデータに対して
行い、新たに検出された位置データも同様に記憶装置１
５に書き込む。これを順次繰り返し、位置データを逐次
蓄積していくことにより、車両周囲の全体の形状に対応
する補正された点データ列が周囲データとして記憶装置
１５に得られる。こうして、前述の図４の（ｃ）と同様
に、図５の（ｆ）のような車両周囲の周囲データが求め
られる。

【００３０】次のステップ１０８では、地図合成装置１
６で、記憶装置１５に保持してある周囲データを用いて
車両周囲の形状を推定し、表示用の周囲環境地図データ
が合成される。記憶装置１５に蓄積された点データ列
は、図７の（ａ）のように離散的なものとなっているか
ら、その各位置データ間の補完を行って線分の画像デー
タとする。

【００３１】図８はこのデータ合成の詳細フローを示
す。まずステップ２０１において、図７の（ａ）のデー
タに対してハフ変換を用いて、（ｂ）のように、点デー
タ列から直線が抽出される。そして、ステップ２０２
で、上に得られた直線上のデータ間距離から線分の端点
が抽出される。このあと、ステップは２０３で、各線分
を結んでいくことにより、（ｃ）のように周囲形状を表
す線が描画された合成データが得られる。そしてステッ
プ１０９で、この合成された周囲環境地図データに基づ
いて表示装置１７に図９に示すような車両周囲の俯瞰地
図が表示される。このあと、ステップ１０１へ戻る。

【００３２】なお、先のステップ１０４では、すべての
保持データをクリアするものとしたが、このほか、例え
ば計測された物体位置の新しい位置データだけを更新し
て、再計測される前の位置の保持データは再計測された
データ表示とは異なる表示を行うようにして、再計測さ
れた位置のデータと、再計測される前の位置のデータが
判別できるように表示するとともに、再計測前の位置の
データは実際の状況と異なる可能性があることを運転者
に報知するようにして、保持データを利用することもで
きる。

【００３３】また、ステップ１０９での表示装置１７に
おける表示法も種々のものが可能であり、上記のほか、
車両位置から見て、図７の（ｂ）で得られた直線の線分
以遠を、不可視領域として同図の（ｄ）のように合成、
表示することもできる。またこのほか、最も車両に近い
データ位置に直線を表示することも可能である。

【００３４】なお、地図合成装置１６では、レーザレー
ダ１１間のデータの比較を行なって相互故障診断を行な
っている。各レーザレーダ１１のデータ間の比較は、車
両に取付けたレーザレーダ列と平行な成分のデータにつ
いて行なわれる。すなわち、車両の側面に取付けられた
レーザレーダの場合は車両の前後方向に平行のデータ、
前後面に取付けられたレーザレーダについては横方向に
平行のデータが用いられる。これは、各レーザレーダ１
１の検出方向が異なるため、車体に対し鉛直方向の壁に
ついては検出できない場合があるためである。

【００３５】例として、レーザレーダ１１のうち図１０
に示すそれぞれ所定の検出方向を有する３個のレーザレ
ーダＸ１、Ｘ２、Ｘ３により、それぞれ図１１の（Ｙ
１）、（Ｙ２）、（Ｙ３）に示す周囲形状Ｍの点データ
列が得られて記憶装置に保持されているものとする。診
断においては、 （１）まず、各点データ列から車両に最も近いデータ群
を抽出し、それぞれのデータ群を基に近似曲線ｓ１、ｓ
２、ｓ３を求める。 （２）次に、これら近似曲線の相関ｒ１２，ｒ２３，ｒ
３１を求める。

【００３６】（３）そして、上記各相関値をあらかじめ
設定されたしきい値Ｒｔと比較する。相関値がしきい値
Ｒｔ以下の場合は、二つの曲線が異なっていることを示
し、レーザレーダが異常である可能性がある。例えば、 ｒ１２＜Ｒｔ ｒ２３＜Ｒｔ ｒ３１＞Ｒｔ であるときは、図１１の（Ｙ２）のデータを出力したレ
ーザレーダＸ２が異常であると判断される。 （４）いずれかのレーザレーダが異常と判断されたとき
は、警報装置１８により、運転者にレーザレーダが異常
であることが報知される。

【００３７】なお、上記相関値の比較の際に、特定のレ
ーザレーダのデータ、例えば図１１では（Ｙ２）が他の
レーザレーダのデータと大きくかけ離れていることが判
断できるから、地図合成装置１６における地図合成時に
この異常データを除くことにより、データ精度の向上が
図れる。以上のように、各レーザレーダ１１の検出はそ
れぞれ独立に行われるため、それぞれのレーザレーダの
検出結果を比較することにより、レーザレーダの異常を
検出できる。この故障診断は、複数のレーザレーダが同
じ対象物体あるいは部位を検出したと考えられるとき、
例えば車両がその一車長分移動した場合に実行される。

【００３８】この実施例は以上のように、車両周囲に複
数のレーザレーダ１１を設置して、それぞれの検知方向
ごとにおける周囲物体までの距離、方向等の位置データ
を記憶装置１５に記憶するとともに、記憶装置上のそれ
らのデータを自車両の移動量に対応して自車両との相対
位置を補正しながら逐次蓄積していくようにした。そし
て、蓄積された点データ列から自車両を中心にした線分
を含む周囲環境地図を合成してこれを表示するものとし
たので、スキャン式センサのような複雑な機構を用いる
ことなく、自車両と周囲状況との関係が感覚的にとくに
認識しやすいという効果が得られる。したがって例えば
駐車スペースに対して自車両がどのような状況にあるか
を瞬時に運転者が把握できる。また、記憶装置１５が不
揮発性のメモリを内蔵しているので、システムが停止す
る前の周囲データを記憶しておくことにより、それまで
のデータを有効に活用することができ、車両始動時から
車両周囲の状況を表示することができるという効果を有
している。

【００３９】なお、従来のスキャン方式のセンサを用い
たときには、車両の移動タイミングとスキャン速度が一
致したときにある一点のみしか検出できない場合が生じ
るという問題があるが、本実施例では、レーザレーダ１
１が上記のように複数設置され、それぞれその検出方向
が固定されて、各方向の位置データが同時に得られるた
め、このような不具合のおそれもない。

【００４０】次に図１２は第２の実施例を示す。これ
は、前実施例のレーザレーダのビーム出力を制御するよ
うにしたものである。記憶装置１５に接続されて、セン
サ出力制御装置１９が設けられ、記憶装置１５に記憶さ
れたデータの状態に応じて各レーザレーダ１１のビーム
出力を個別に制御するようになっている。その他の構成
は第１の実施例と同じである。

【００４１】この実施例においては、図１３のフローチ
ャートに示すように、ステップ３０９の地図表示のあ
と、ステップ３１０において、それまで得られた周囲デ
ータに基づいて、センサ出力制御装置１９により必要な
レーザレーダのビーム出力が個別に変更される。例え
ば、物体が１つのレーザレーダの近くにある場合、その
レーザレーダのビーム出力が大き過ぎると反射波の強度
が強くなり、隣接するレーザレーダに影響を与える場合
がある。このときにも先の図１１の（Ｙ２）と同様の他
のデータと相関の低いデータが得られる。また逆に、距
離が遠い場合や反射が弱い場合などにも同様の現象が発
生する。これらの影響は演算装置で算出された各レーザ
レーダごとの位置データに反映されており、これが記憶
装置に保持される。

【００４２】したがって、センサ出力制御装置１９で
は、記憶装置にある各レーザレーダ１１の周囲データ間
の比較に基づいて、ビーム出力が大き過ぎるレーザレー
ダ、あるいはビーム出力の弱いレーザレーダを抽出す
る。そして、抽出した大出力のレーザレーダのビーム出
力レベルを低減させ、あるいは小出力のレーザレーダは
そのビーム出力レベルを増大させて感度を上げる。レー
ザレーダのビーム出力の制御には、このほかレーザレー
ダごとに出力周波数を変えたり、あるいは互いに異なる
変調方式、変調系列に切り替える方式を採用してもよ
い。その他のステップ３０１〜３０９は、図３のフロー
チャートにおけるステップ１０１〜１０９と同じであ
る。

【００４３】この実施例によれば、各レーザレーダ１１
のビーム出力が個別に制御されるので、前実施例の有す
る効果に加えて、隣接するレーザレーダによる強い反射
波よりデータに悪影響を受けたりすることなく、一層精
度の高いデータによって車両周囲の状況を表示すること
ができるという効果がある。また、出力調整によって検
知領域を自由に制御することができるという効果も得ら
れる。

【００４４】なお、上述した第１および第２の実施例に
おいては、物体検知センサとしてレーザレーダを用いた
が、ビームの指向性を高くして検知角度の狭いものであ
れば、超音波や電磁波を用いたセンサも使用でき、さら
には検知する方向や距離によってセンサの種類を変えて
もよい。また、レーザレーダ等センサの設置部位は、図
示の位置に限定されず、例えば、横方向は少なく、車両
１の四隅部分に多数設置して、図１４の（ａ）に示すよ
うに、車両周囲の検知方向を同程度の角度間隔のビーム
Ｂで分担させたり、（ｂ）のように、ビームＢを交差さ
せることもできる。

【００４５】さらには、レーザレーダ等各センサの変調
方式を変えた場合には、隣接したセンサからのビームの
反射波を判別できるから、互いに連動させて、ビームを
出力したセンサ自身が反射波を受信できない方向の物体
でも隣接したセンサで受信することにより距離計測を行
うことができる。

【００４６】図１５は第３の実施例を示す。この実施例
では、物体検知センサとして８個のレーザレーダ２１
（２１ａ〜２１ｈ）が、それぞれそのビームＢａ〜Ｂｈ
で表わされる検出方向を固定して車体の四隅に設置され
る。図１６はこれらレーザレーダの設置レイアウトを示
している。車両１の左前部と右後部に設置されたレーザ
レーダ２１ｂ、２１ｅの検出方向すなわち計測線はそれ
ぞれ右前方を向き、車両の右前方Ｐ１で交差している。
同じく左前部と右後部のレーザレーダ２１ａ、２１ｆの
計測線は、車両の左後方Ｐ３で交差している。

【００４７】同様に、車両１の右前部と左後部のレーザ
レーダ２１ｃ、２１ｈの計測線は車両の左前方Ｐ４で交
差している。同じく右前部と左後部のレーザレーダ２１
ｄ、２１ｇの計測線が、車両の右後方Ｐ２で交差してい
る。すなわち、車両の対角線に位置する各レーザレーダ
の計測線が交差して、各レーザレーダの計測線と車両の
対角線で三角形ができるように設定されている。

【００４８】そして後述するように、各計測線から自車
両寄りの範囲が障害物検知可能距離となる。この障害物
検知可能距離は、車体の前後および左右の各中央部が最
も短くなり、図１６に示したように前後方向でのこの検
知可能距離をＦ１、左右方向での検知可能距離をＦ２と
する。

【００４９】図１７のように、車両の中心Ｏを原点とし
て、レーザレーダ２１ｂとレーザレーダ２１ｅの計測線
の交点Ｐ１までの距離をＲ、車両の中心からみた上記交
点の方向をδ、車体幅を２Ｗ、車体全長を２Ｃとする
と、Ｆ１，Ｆ２の距離はそれぞれ次のようになる。 Ｆ１＝Ｗ（Ｒ・ｓｉｎδ−Ｃ）／（Ｒ・ｃｏｓδ＋Ｗ） Ｆ２＝Ｃ（Ｒ・ｃｏｓδ−Ｗ）／（Ｒ・ｓｉｎδ＋Ｃ）

【００５０】これを基に、本実施例では、 Ｆ１＝Ｆ２ となるように上記各レーザレーダ２１の検出方向δが設
定されている。すなわち、 δ＝ｃｏｓ^-1（（Ｒ² ・Ｗ−Ｃ² ・Ｗ＋Ｗ² ・Ｃ）／
（Ｒ² （Ｗ＋Ｃ）））^1/2 で表わされる。ただし、交点Ｐ１〜Ｐ４までの距離は、
各レーザレーダの検出可能距離よりも小さい値でなけれ
ばならない。その他の構成は図１の第１の実施例と同じ
である。

【００５１】この実施例によっても、車両の移動によっ
て、図１８の（ａ）、（ｂ）に示されるように、逐次、
各レーザレーダ２１の計測線により走行路側壁Ｍ１、Ｍ
２等の車両周囲物体までの距離が検出される。そして演
算装置１２により記憶装置１５上の周囲データ補正と新
たな位置データの書き込みが行なわれる。これが繰り返
し行なわれることにより、図１８の（ｃ）に示すような
車両周囲の物体に関する点データ列Ｄが収集されて、車
両周囲の形状が求められる。これにより、前記各実施例
と同様に周囲状況の地図表示が得られる。

【００５２】しかも、図１９に示すように、車両が停止
中に、自車両に障害物Ｋが近づいてきた場合には、それ
がどの方向からであっても、当該障害物はいずれかの計
測線を横切ることになる。これにより、自車両に対する
全方向からの障害物を検出することができ、各計測線か
ら自車両寄りの範囲が障害物検知可能距離となる。この
際、前後および左右の最短障害物検知可能距離Ｆ１、Ｆ
２が同距離となるように各レーザレーダの検出方向が設
定されているので、前後または左右の一方の障害物検知
可能距離が極端に小さくならず、余裕をもって早めに障
害物を検知することができる。

【００５３】以上のように、この実施例では先の第１の
実施例に対して、レーザレーダ２１ａ〜２１ｈを車両の
四隅に取り付け、対角線に位置するレーザレーダの計測
線が車両の左右のそれぞれ前方および後方で交差するよ
うに設置したので、検知角度の狭いセンサを用いなが
ら、全方向について車両周囲を囲む計測エリアが形成さ
れる。これにより、第１の実施例の効果に加えて、最小
限のセンサ数で全方位から接近する障害物を検知できる
という効果を有する。

【００５４】次に第４の実施例として障害物検知領域の
変形例を示す。これは、運転者からの死角に応じて、レ
ーザレーダ２１ａ’〜２１ｈ’の検出方向（計測線の方
向）を設定したものである。図２０は運転席３が右側の
場合を示すもので、車両１の右前部と左後部のレーザレ
ーダ２１ｃ’、２１ｈ’の計測線の車両の左前方におけ
る交点Ｐ４’は、車両右前方の交点Ｐ１’よりも車体か
ら遠くかつ後方に位置させてある。また、同じく左前部
と右後部のレーザレーダ２１ａ’、２１ｆ’の計測線の
車両の左後方における交点Ｐ３’は、車両右後方の交点
Ｐ２’よりも車体から遠くに位置させてある。

【００５５】すなわち、右側運転席では、車両右側に比
べて、左側の方が死角の領域が広く、また、車両の前方
よりも後方の方が死角領域が広い。これに対応させて各
レーザレーダの計測線の方向を左方および後方寄りに配
置したものである。これにより、左方および後方の検知
領域が拡大されるので、死角領域の障害物を早期に検出
でき、時間的な余裕が得られるという効果を有する。な
お、運転席が左側の車両の場合には、上記と対照的に、
車両の右側における計測線の交点をさらに右方、あるい
は右方かつ後方に位置させることにより、死角領域の検
知領域が拡大される。

【００５６】次に図２１は発明の第５の実施例を示す。
これは、第１の実施例の演算装置１２のかわりに演算装
置３２を備え、効率よくデータを取捨選択するようにし
たもので、その他の構成は第１の実施例と同じである。
図２２は、本実施例における処理の流れを示すフローチ
ャートである。車両のスイッチが入ると、まずステップ
５０１において、演算装置３２で、レーザレーダ１１に
よるセンシングに基づき車両周囲状況の検出が行なわれ
る。ここでは、第１の実施例の図３のフローチャートに
おけるステップ１０１〜１０４の処理が実行される。す
なわち、車両周囲の物体との距離を測定され、前回保持
データのチェック、および各レーザレーダの計測方向と
距離から検出された物体の車両に対する位置データが算
出される。

【００５７】ステップ５０２では、ステアリング角セン
サ１３、車輪速センサ１４からの信号に基づいて、前回
車両周囲の物体を検出した時点からの車両の移動量が算
出され、続いてステップ５０３で、それまで記憶装置１
５に記憶されていた周囲データに対して、車両の移動、
回転に伴なう座標位置の補正演算が行なわれる。このス
テップ５０２、５０３は図３のステップ１０５および１
０６と同じである。

【００５８】このあとステップ５０４において、記憶装
置１５の容量の余裕度合のチェックが行なわれる。保持
されている周囲データ数が記憶容量に達していない場合
は、ステップ５０８に進み、記憶装置１５にある周囲デ
ータの各データ位置補正と新規位置データの書き込みが
なされる。周囲データ数が記憶容量に達して、容量に余
裕がないときは、ステップ５０５に進む。ステップ５０
５では、今回のセンシングによって得られた位置データ
と同一位置（検知物体）のデータが記憶されているかど
うかが判定される。

【００５９】ここで、すでに同一位置の計測が行われて
いる場合は、ステップ５０６に進み、過去のデータと今
回の位置データの比較を行って、データの選択あるいは
合成が行なわれる。例えば、過去のデータが予め設定し
た時間よりも前に得られたものであるときは、これを捨
て新しいデータに入れ換える。また、計測精度が距離に
よって変化するような場合には、データが所定の時間よ
り古くなくても、高い精度が得られる距離で計測した方
のデータを選択する。このあと、ステップ５０７に進
む。

【００６０】ステップ５０５の判定で同一位置の計測が
行われていない場合、すなわち位置データの重複がない
場合は、ステップ５０７に進む。ステップ５０７では、
記憶されている周囲データを検索して、各データの有効
度合に基づいて削除する。例えば、図２３に示すよう
に、自車両を中心に有効性判定エリアＡＳを設定し、記
憶装置１５での保持はこの有効性判定エリア内に制限し
て、自車両の移動によりその有効性判定エリアＡＳ外に
出てしまうデータＤｓを削除する。

【００６１】また、有効性判定エリア外に出なくても、
計測してから所定時間が経過したデータ、あるいは計測
時点から車両が所定距離走行したときは、その計測時点
以前に得たデータには自車両位置の推定誤差が加わって
いる可能性があるため、これを削除するようにしてもよ
い。このあと、ステップ５０８に進む。演算手段として
の演算装置で処理されるステップのうち、ステップ５０
５〜５０７が、データ有効度判定手段を構成している。
ステップ５０８のあとステップ５０９では、記憶装置１
５の位置補正および追加処理がなされた周囲データを基
に、地図合成装置１６で車両周囲の形状を推定し、周囲
環境地図が合成され、続いてステップ５１０でこの地図
が表示装置１７に表示される。その後、次のサイクルに
進む。

【００６２】本実施例は以上のように、新規に計測、算
出した位置データを記憶装置１５に保持させるにあたっ
て、記憶装置１５の余裕容量をチェックし、余裕がない
ときは同一位置のデータの入れ替え、古いデータや有効
性判定エリアから出たデータの削除などを行なうように
した。これにより、第１の実施例の効果に加え、演算装
置１２をはじめとするシステムの演算能力に見合ったデ
ータ数に制限でき、また駐車の際の切り返し時のように
周囲の同一位置を何度も計測することによるデータの重
複で記憶装置１５に無駄が生じることなく、したがって
また記憶装置を大容量とする必要もなしに、精度の高い
地図表示が行なえるという効果を有する。

【００６３】なお、上記ステップ５０７におけるデータ
削減の処理としては、選択のかわりに、新旧の各データ
に経過時間が長いほど小さな重みをかけた加重平均をと
って、新たな位置データを合成し、これを新旧データの
かわりに入れ替えるようにすることもできる。

【００６４】図２４は第６の実施例を示す。この実施例
は、第１の実施例の基本構成にデータ圧縮装置を加えて
記憶装置の容量に余裕を持たせるようにしたものであ
る。演算装置４２にデータ圧縮装置４０が接続され、デ
ータ圧縮装置４０は演算装置４２からの指令に基づいて
記憶装置１５にある周囲データを圧縮し、その圧縮デー
タを記憶装置１５に格納するようになっている。その他
の構成は第１の実施例と同じである。

【００６５】図２５は、本実施例における処理の流れを
示すフローチャートである。まずステップ６０１におい
て、レーザレーダ１１によるセンシングに基づき車両周
囲状況の検出が行なわれる。そして、ステップ６０２
で、ステアリング角センサ１３、車輪速センサ１４から
の信号に基づいて、前回車両周囲の物体を検出した時点
からの車両の移動量が算出され、続いてステップ６０３
で、それまで記憶装置１５に記憶されていた周囲データ
に対して、車両の移動、回転に伴なう座標位置の補正演
算が行なわれる。このあとステップ６０４において、記
憶装置１５の容量の余裕度合のチェックが行なわれる。
以上のステップ６０１〜６０４は、前実施例の図２３の
ステップ５０１〜５０４と同じである。

【００６６】周囲データ数が記憶容量に達していない場
合は、ステップ６０７に進み、記憶装置１５の各データ
位置補正と新規位置データの書き込みがなされる。周囲
データ数が記憶容量に達して、容量に余裕がないとき
は、ステップ６０５に進む。ステップ６０５では、記憶
装置１５に蓄積されている周囲データのなかから、自車
両からの相対距離あるいは計測からの経過時間に応じ
て、直線近似を行うデータが選択される。

【００６７】そして、ステップ６０６において、上記選
択されたデータの直線近似が行なわれる。ここでは、少
なくとも３点以上のデータを選択してこれから直線近似
することにより、直線の２端点座標に置き換え演算され
る。なおこの際、近似したデータばかりになってしまわ
ないように、直線近似されたデータの記憶容量に対する
比率に上限を設定しておいてもよい。このあとステップ
６０７に進んで、選択されたデータが位置補正されかつ
圧縮されたパラメータの形で、新規位置データとともに
記憶装置１５に再度記憶される。ステップ６０８では、
記憶装置１５に保持された点データ列および近似された
直線データから、地図合成装置１６において周囲環境地
図が合成され、ステップ６０９で、その合成された地図
が表示装置に表示される。この実施例では、演算装置４
２とデータ圧縮装置４０とで発明の演算手段が構成さ
れ、ステップ６０５、６０６がデータ圧縮手段を構成し
ている。

【００６８】この実施例は以上のように構成され、算出
した新規の位置データを記憶装置１５に保持させるにあ
たって、記憶装置の余裕容量をチェックし、余裕がない
ときはデータ圧縮装置４０により記憶装置１５内のデー
タに直線近似を施して、圧縮して再記憶させるようにし
た。これにより、記憶装置１５の容量に余裕が作り出さ
れ、計測したデータをできるだけ多く保持することがで
き、データが有効活用されるという効果を有する。な
お、上記実施例ではデータ圧縮のために直線近似を用い
たが、データ量を削減できれば曲線近似も用いることが
できる。

【００６９】上述の第５の実施例と第６の実施例は重ね
て実施できる。この場合、データの同一判定によるデー
タの入れ換え、削除などに際してのデータの経過時間や
車両からの距離等の条件は、直線近似のため選択するデ
ータより長時間経過したものや遠距離にあるものとする
のがよい。同じく、第５の実施例あるいは第６の実施例
は、第２実施例から第４実施例のそれぞれと併せて用い
ることにより各実施例特有の効果を同時に得ることがで
きる。

【００７０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、物体検知セン
サで計測検知された物体の車両に対する位置を演算手段
で算出して位置データとし、これを記憶手段に蓄積保持
させるとともに、演算手段は、車両の動きに応じて記憶
手段に保持されている各位置データの自車両に対する相
対位置を補正して記憶手段に再保持させることにより点
データ列を得て、このデータに基づいて、車両周囲の環
境地図データを合成して地図を表示するものとしたの
で、スキャン式センサのような複雑な機構を用いること
なく、検出方向固定の簡単な物体検知センサを用いて、
自車両と周囲状況との関係が地図表示され、感覚的にと
くに認識しやすいという効果が得られる。これにより、
例えば駐車スペース等での周囲状況がよく確認でき出入
操作が容易となる。

【００７１】さらに、センサ出力制御手段を備えるもの
としたので、物体検知センサごとの検知出力に基づく位
置データ間の比較に基づいて、物体検知センサのビーム
出力を個別に制御して、強い反射波による悪影響などが
防止され、感度のレベルが合わせられる。また、記憶手
段を電源停止の間もデータを保持するものとし、再電源
投入時に記憶手段に保持されていたデータを用いて地図
表示させることにより、保持データの有効利用が図られ
る。

【００７２】また、物体検知センサを車体の四隅部に設
け、対角に位置する各物体検知センサの計測線が残る隅
部の外方で交差するように設置することにより、車両の
全周が計測線で覆われ、全方向からの障害物を検出する
ことができ、とくに、車両の運転席の反対側における計
測線の上記外方で交差する交点が、運転席側における計
測線の外方で交差する交点よりも車体からの距離が長く
なるように設定すれば、死角領域で余裕をもって障害物
を検出できる。

【００７３】さらにまた、演算手段にデータ有効度判定
手段を備えて、記憶手段に保持された位置データの整理
を行うようにすると、演算手段の負荷が低減し、データ
の重複等による無駄が省けて記憶装置も小容量で済む。
また、演算手段にデータ圧縮手段を備えて、記憶手段に
保持された位置データを直線または曲線により近似して
圧縮データとして再保持させれば、小容量の記憶装置に
も余裕をもたせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。

【図２】レーザレーダの設置レイアウトを示す図であ
る。

【図３】実施例における処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図４】車両の移動に伴なうデータ処理の説明図であ
る。

【図５】車両の回転を含む移動に伴なうデータ処理の説
明図である。

【図６】デッドレコニングの説明図である。

【図７】周囲環境地図データの合成処理を示す説明図で
ある。

【図８】周囲環境地図データの合成の処理を示すフロー
チャートである。

【図９】周囲環境地図データに基づいて表示される地図
例を示す図である。

【図１０】レーザレーダの配置を示す図である。

【図１１】図１１のレーザレーダごとに得られる点デー
タ列を示す図である。

【図１２】第２の実施例の構成を示す図である。

【図１３】第２の実施例における処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図１４】レーザレーダの設置レイアウトの他の例を示
す図である。

【図１５】第３の実施例を示す図である。

【図１６】レーザレーダの設置レイアウトを示す図であ
る。

【図１７】障害物検知可能距離の説明図である。

【図１８】車両の移動に伴なうデータ処理の説明図であ
る。

【図１９】障害物の検知状況を示す説明図である。

【図２０】第４の実施例を示す図である。

【図２１】第５の実施例の構成を示す図である。

【図２２】第５の実施例における処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図２３】データの有効度を判定するエリアを示す図で
ある。

【図２４】第６の実施例の構成を示す図である。

【図２５】第６の実施例における処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図２６】従来例を示す図である。

【図２７】他の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１１ レーザレーダ １２ 演算装置 １３ ステアリング角センサ １４ 車輪速センサ １５ 記憶装置 １６ 地図合成装置 １７ 表示装置 １８ 警報装置 １９ センサ出力制御装置 ２１ レーザレーダ ３２、４２ 演算装置 ４０ データ圧縮装置 ＡＳ 有効性判定エリア Ｂ ビーム Ｋ 障害物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 勝規 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−48098（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−221111（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−178214（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−150815（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−121618（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−71708（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/64 G01S 13/00 - 17/95 G08G 1/00 - 9/02 G05D 1/00 - 1/12

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の車体周囲に設置され、ビームを発
   して車両周囲の物体との距離および方向を逐次検出する
   複数の物体検知センサと、 車両の動きを検出する車両移動状態検出手段と、 前記物体検知センサの検知出力および車両移動状態検出
   手段の出力に基づいて、 前記物体検知センサで検知された物体の車両に対する位
   置を算出して位置データとする演算手段と、 該演算手段からの前記位置データを蓄積保持する記憶手
   段と、 該記憶手段に保持された位置データに基づいて、車両周
   囲の環境地図データを合成する地図合成手段と、 該地図合成手段から前記環境地図データを受けて車両周
   囲の地図を表示する表示手段と、前記物体検知センサごとの位置データ間の比較に基づい
   て前記物体検知センサのビーム出力を個別に制御するセ
   ンサ出力制御手段と を有し、 前記演算手段は、前記車両移動状態検出手段で検出され
   た車両の動きに応じて前記記憶手段に保持されている位
   置データを補正して当該記憶手段に再保持させるよう構
   成されていることを特徴とする車両周囲モニタ装置。
2. 【請求項２】 前記記憶手段は、電源停止の間も前記蓄
   積された位置データを保持するものであることを特徴と
   する請求項１記載の車両周囲モニタ装置。
3. 【請求項３】 前記地図合成手段は、電源投入時前記電
   源停止の間記憶手段に保持されていた位置データを用い
   て環境地図データを合成し、前記表示手段に表示させる
   ことを特徴とする請求項２記載の車両周囲モニタ装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、電源投入後の前記物体
   検知センサの検知出力に基づいて算出した位置データ
   が、前記電源停止の間記憶手段に保持されていた位置デ
   ータと等しい場合は、記憶手段に保持されていた位置デ
   ータを継続保持させ、異なる場合は、記憶手段に保持さ
   れていた位置データを削除するものであることを特徴と
   する請求項２または３記載の車両周囲モニタ装置。
5. 【請求項５】 前記地図合成手段は、前記物体検知セン
   サごとの検知出力に基づいて算出した位置データ間の相
   関値を求め、該相関値の比較に基づいて各物 体検知セン
   サの異常を検出するように構成されていることを特徴と
   する請求項１記載の車両周囲モニタ装置。
6. 【請求項６】 車両の車体周囲に設置され、ビームを発
   して車両周囲の物体との距離および方向を逐次検出する
   複数の物体検知センサと、 車両の動きを検出する車両移動状態検出手段と、 前記物体検知センサの検知出力および車両移動状態検出
   手段の出力に基づいて、 前記物体検知センサで検知された物体の車両に対する位
   置を算出して位置データとする演算手段と、 該演算手段からの前記位置データを蓄積保持する記憶手
   段と、 該記憶手段に保持された位置データに基づいて、車両周
   囲の環境地図データを合成する地図合成手段と、 該地図合成手段から前記環境地図データを受けて車両周
   囲の地図を表示する表示手段とを有し、 前記物体検知センサはそれぞれの計測線の方向を異なら
   せた２組ずつが車体の四隅部に設けられ、対角に位置す
   る各物体検知センサの前記計測線が残る隅部の外方で交
   差するように設定されて、車両の全周を前記計測線で覆
   い、 前記演算手段は、前記車両移動状態検出手段で検出され
   た車両の動きに応じて前記記憶手段に保持されている位
   置データを補正して当該記憶手段に再保持させるよう 構
   成されていることを特徴とする車両周囲モニタ装置。
7. 【請求項７】 前記各計測線がさらに車体の前後および
   左右の各中央部において車体壁面から同じ距離で交差す
   るように設定されていることを特徴とする請求項６記載
   の車両周囲モニタ装置。
8. 【請求項８】 車両の運転席の反対側における計測線の
   前記外方で交差する交点が、運転席側における計測線の
   前記外方で交差する交点よりも車体からの距離が長く設
   定されて、計測線で囲まれる検知領域が運転者の死角領
   域において拡大されていることを特徴とする請求項６記
   載の車両周囲モニタ装置。
9. 【請求項９】 前記演算手段は、前記記憶手段に保持さ
   れた位置データの有効度を判定し、有効度に応じて位置
   データの整理を行うデータ有効度判定手段を備えている
   ことを特徴とする請求項２、３、５、６、７または８記
   載の車両周囲モニタ装置。
10. 【請求項１０】 前記データ有効度判定手段は、経過時
    間により前記有効度を判定し、取得時点から所定時間経
    過した位置データを削除するものであることを特徴とす
    る請求項９記載の車両周囲モニタ装置。
11. 【請求項１１】 前記データ有効度判定手段は、車両か
    らの距離により前記有効度を判定し、車両から所定距離
    以上の距離を示す位置データを削除するものであること
    を特徴とする請求項９記載の車両周囲モニタ装置。
12. 【請求項１２】 前記データ有効度判定手段は、車両の
    走行距離により前記有効度を判定し、取得時点からの走
    行距離が所定距離以上である位置データを削除するもの
    であることを特徴とする請求項９記載の車両周囲モニタ
    装置。
13. 【請求項１３】 前記データ有効度判定手段は、前記記
    憶手段に保持された位置データが前記物体検知センサの
    検知出力に基づいて算出した新たな位置データと同一位
    置を計測したものであるとき、該新たな位置データに置
    き換えるものであることを特徴とする請求項９記載の車
    両周囲モニタ装置。
14. 【請求項１４】 前記データ有効度判定手段は、前記記
    憶手段に保持された位置データが前記物体検知センサの
    検知出力に基づいて算出した新たな位置データと同一位
    置を計測したものであるとき、各位置データの経過時間
    に応じた加重平均により求めた新しい位置データで置き
    換えるものであることを特徴とする請求項９記載の車両
    周囲モニタ装置。
15. 【請求項１５】 前記演算手段は、前記記憶手段に保持
    された位置データを直線または曲線により近似し、圧縮
    データとして記憶手段に再保持させるデータ圧縮手段を
    備えていることを特徴とする請求項２、３、５、６、
    ７、８または９記載の車両周囲モニタ装置。
16. 【請求項１６】 前記位置データ間の比較に基づいて前
    記物体検知センサのビーム出力を個別に制御するセンサ
    出力制御手段を備えていることを特徴とする請求項６、
    ７または８記載の車両周囲モニタ装置。