JP5634400B2 - 障害物検知装置および障害物検知方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数の超音波センサを用いて障害物を検知する、特に、車両等の移動体に用いて好適な、障害物検知装置および障害物検知方法に関するものである。

障害物検知装置として、従来、レーザ光線を使用したレーザレーダ、マイクロ波を使用したマイクロ波レーダ、静電容量の変化により障害物を検知する静電容量式センサ、超音波を利用した超音波センサ等が実用化されている。この中でも、車両のコーナセンサのように比較的近距離の障害物検知に対しては、安価で信頼性の高い超音波センサが用いられている。

超音波センサを用いて障害物を検知する技術は、従来、多数提案されており、例えば、特許文献１には、送信用と受信用の超音波センサを複数用いて超音波を同時送信し、送信パルス区間を複数の受信用センサ数で時分割処理して出力信号を切り替えることで、見かけ上同時受信する技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両のバンパーに対して横一直線上に超音波センサを配置し、送信波の干渉を防ぎながら、例えば、１個おきに隣接する超音波センサを同時送信して障害物からの反射波を検出する技術が開示されている。

また、特許文献３には、３個以上の超音波センサを配置し、各超音波センサの距離情報をそれぞれの半径とする円が互いに交差する位置情報の集中度および偏平度から、障害物の存在位置および形状を判断する技術が開示されている。

また、特許文献４には、超音波センサを、水平および垂直方向に配置し、送信タイミングをずらし、特許文献３に開示された技術と同様、個々のセンサの距離情報を半径とする円の交点から障害物の３次元位置を求める技術が開示されている。

特開平１０−１７７０７３号公報 特開２００６−２９８２６６号公報 特開平７−２６０９３３号公報 実開平７−０１３６１１号公報

しかしながら、上記した特許文献１に開示された技術によれば、送受信専用の超音波センサを用いて超音波を同時送信することにより広範囲に高速に超音波を障害物に照(送信)出来るが、受信側は個別切り替えである。よって、送受信センサの個数が多く、受信センサ側は切り替えスイッチを設けている。装置が複雑、高価になる。

また、上記した特許文献２に開示された技術によれば、隣接する超音波センサは時間帯を切り替え送信しているが、高速で接近する障害物の検知が遅れる可能性がある。

上記した特許文献３に開示された技術によれば、障害物の位置情報が得られることについては有効であるが、反射面が傾斜している等、障害物の形状が複雑な場合は誤判定する可能性がある。

上記した特許文献４に開示された技術によれば、特許文献３に開示された技術と同様、障害物の形状が複雑な場合は誤判定する可能性があり、例えば、障害物として後退時の車両、あるいは走行中の前方車両を想定した場合、リアやフロントの湾曲部のように反射面が傾斜している複雑な形状の障害物検知には有効でない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高速に接近する障害物に対する応答性が高く、複雑な形状の障害物に対しても検知性能を向上させることができる障害物検知装置および方法を提供することを目的とする。

この発明に係る障害物検知装置は、複数の超音波センサと、前記超音波センサが検知した障害物の情報を出力する警報出力装置と、前記複数の超音波センサで同時に超音波の送受信を行って前記障害物の有無を判定し、前記障害物が有ると判定した場合、前記超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、前記障害物の位置を判定するとともに前記障害物を検知した前記超音波センサを記憶し、少なくとも１つの前記超音波センサを記憶した場合、記憶した前記超音波センサそれぞれの受信信号に基づいて前記警報装置を駆動するか否かを判定する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記障害物が無いと判定した場合、または前記超音波センサを記憶しなかった場合、再度、前記複数の超音波センサで同時に超音波の送受信を行って前記障害物の有無を判定し、前記制御装置は、少なくとも１つの前記超音波センサを記憶した場合、すべての記憶した前記超音波センサの検知エリアで前記障害物の検知が不能になるまで、記憶した前記超音波センサを順次選択するとともに選択した前記超音波センサの受信信号に基いて前記警報装置を駆動するか否かを判定する処理を繰り返すものである。

この発明によれば、制御装置は、複数の超音波センサで同時に送受信を行って障害物の位置を検知し、障害物を検知した２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、障害物を検知した特定の超音波センサの検知エリアで障害物の検知が不能になるまで障害物の検知を継続する。

このため、個々の超音波センサを順次切り替え障害物検知を行う従来の障害物検知装置に比較して高速で接近する障害物を早期に検知でき応答性が高まる。また、障害物の形状によっては、反射波が送信した超音波センサの検知エリア外方向に反射するが、超音波を送信した超音波センサ以外の超音波センサで反射波を検出できるため障害物を見逃すことなく検知性能が向上するという効果がある。

この発明の実施の形態１による障害物検知装置で使用される超音波センサの車両への配置の一例、および接近車両との関係を示す図である。 この発明の実施の形態１による障害物検知装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１による障害物検知装置の動作をフローチャートで示した図である。 この発明の実施の形態１による障害物検知装置の超音波センサにおける障害物検知範囲およびその送受信タイミングを示す図である。 この発明の実施の形態２による障害物検知装置の動作をフローチャートで示した図である。 この発明の実施の形態２による障害物検知装置の障害物の位置特定方法を模式的に示した図である。 この発明の実施の形態２による障害物検知装置の特定の超音波センサにおける障害物検知範囲、およびその送受信タイミングを示す図である。 この発明の実施の形態３による障害物検知装置の超音波センサの送信タイミングを示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による障害物検知装置で使用される超音波センサの車両への配置の一例を示す図であり、ここでは更に、超音波センサから送信される超音波と障害物としての接近車両から受信される反射波との関係もあわせて示されている。

図１によれば、超音波センサ１１、１２、１３、１４は、車両１のフロント側、もしくはリア側の水平および垂直方向に複数配置されている。
ここでは、図１（ａ）に示されるように、車両１のリアバンパーの両端に２個の超音波センサ１１、１２が、また、リアバンパーの中央部に１個の超音波センサ１３が配置されており、更に、リアバンパーの上部に位置するナンバプレートの近傍（超音波センサ１３の垂直方向）には超音波センサ１４が配置されている。なお、超音波センサ１１、１２、１３、１４は、水平および垂直方向に複数配置されていれば良く、その数、および配置の仕方については特に制限はない。

図１（ｂ）（ｃ）は、車両１に配置された超音波センサ１１〜１４と、接近車両２との間の超音波の伝播経路および反射波の検知範囲を、正面図（図１（ｂ））と平面図（図１（ｃ））で別に示した図である。ここでは、車両１が後退するときに停車中の車両２が接近するケースを例示している。このため車両２を以下の説明では接近車両２という。

超音波センサ１１〜１４は、それぞれが有するセンサヘッドから超音波を送信し、接近車両２のフロント部分で反射した反射波（超音波）を各センサヘッドで受信し、この超音波の送信から反射波受信までの時間を計測することで接近車両２の位置（距離および方向）を検出する。超音波センサが１個の場合は、正対した面からしか反射波が検知されないが、例えば、図１（ｃ）に示されるように、超音波センサを複数配置して超音波を同時に送受信することで接近車両２の各所からの反射波を検知することが可能であり、また、バンパー端部のように面形状が傾斜していてもその反射波の検出が可能である。詳細は後述する。

図２は、この発明の実施の形態１による障害物検知装置の構成を示す図である。図２によれば、この発明の実施の形態１による障害物検知装置１００は、超音波センサ１１、１２、１３、１４と、電子制御ユニット（ＥＣＵ１５）と、警報出力装置１６と、により構成される。

超音波センサ１１は、超音波振動子１１０と、昇圧回路１１１と、電圧増幅回路１１２で構成される。昇圧回路１１１によって発生するパルス電圧によって超音波振動子１１０を励振し超音波を発生させる。この超音波は、障害物から反射波となって超音波振動子１１０に到達し受信され、電圧増幅回路１１２で増幅されＥＣＵ１５に取り込まれる。なお、超音波センサ１２、１３、１４も上記した超音波センサ１１と同じ構成動作を有し、送受信共用である。

ＥＣＵ１５は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ１５０）を制御中枢とし、ここでは、「複数の超音波センサ１１、１２、１３、１４で同時に超音波の送受信を行って障害物の位置を検知し、障害物を検知した２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、障害物を検知した特定の超音波センサの検知エリアで障害物の検知が不能になるまで障害物の検知を継続する」制御装置としての機能を実行する。具体的に、ＣＰＵ１５０は、内蔵または外付けされるメモリに格納されたプログラム制御の下、上記した超音波センサ１１〜１４の送受信シーケンスに基づき出力ポート（ドライバ１５１〜１５４）を介して超音波センサ１１〜１４を駆動し、入力ポートを介して障害物からの反射波を取り込み、時間計測により障害物の位置を検知する。上記した送受信シーケンスの詳細については後述する。

ＣＰＵ１５０は、警報出力装置１６をも制御する。警報出力装置１６は、ＣＰＵ１５０による制御の下で、例えばランプ等により警告表示を行う表示装置、または警告音を発生する音声出力装置であり、障害物が所定距離だけ近づいたときに警報によりドライバに注意喚起する。

図３は、この発明の実施の形態１による障害物検知装置１００の動作をフローチャートで示した図である。また、図４は、超音波センサ１１〜１４の障害物検知範囲およびその送受信タイミングのそれぞれを示す図である。
以下、図３、図４を参照しながら図２に示す実施の形態１に係る障害物検知装置１００の動作について詳細に説明する。

ＥＣＵ１５のＣＰＵ１５０は、まず、ドライバ１５１、１５２、１５３、１５４を同時駆動して超音波センサ１１〜１４による超音波の同時駆動送受信を行う（ステップＳＴ３０１）。このため、超音波センサ１１〜１４を構成する超音波振動子１１０が昇圧回路１１１により駆動されることにより超音波が送信され、同時に、超音波振動子１１０により障害物からの反射波が受信される。
そして、超音波振動子１１０で受信された反射波は、電圧増幅回路１１２で増幅されＣＰＵ１５０によって取り込まれ、ＣＰＵ１５０で障害物の有無判定が行われる（ステップＳＴ３０２）。

図４に、超音波同時送信時の障害物の検知範囲（図４（ａ））と、その送受信タイミング（図４（ｂ））が示されている。
なお、超音波センサ１１〜１４による障害物の検知範囲は、実際、概ね扇形形状であるが、図４（ａ）では、説明の理解を助けるために三角形で示してある。

図４（ａ）において、超音波センサ１４で送信した場合のそれぞれの超音波センサ１１、１２、１３での障害物検知範囲をハッチングで示す。障害物との距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３によってその検知範囲が異なることがわかる。例えば、超音波センサ１１の場合、障害物の検知範囲はＳ_１１のみであり、超音波センサ１４の場合、障害物の検知範囲はＳ_１４で示された三角領域である。
一方、図４（ｂ）では、超音波センサ１１〜１４毎、超音波送信信号とその反射波の受信信号が、時間軸（ｔ）上にパルス波形で示されている。説明の便宜上、前者は矩形パルスで、後者は三角パルス示されている。また、図４（ｂ）中、点線表記したレベルは閾値であり、この閾値を超えて受信された三角パルス（反射波）が超音波検知エリアにおいて有効な障害物検知信号となる。

説明を図３に戻す。上記した障害物の有無判定の結果、超音波センサ１１〜１４のうちのいずれかで閾値を超えた反射波が検知され、障害物有りと判定されると（ステップＳＴ３０２“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１５０は、内蔵のカウンタＮを初期化し（ステップＳＴ３０３）、続いてカウンタＮを＋１更新する（ステップＳＴ３０４）。
なお、いずれの超音波センサ１１、１２、１３、１４でも障害物が検知されなかった場合は（ステップＳＴ３０２“ＮＯ”）、ステップＳＴ３０１の全センサ同時駆動による送受信処理に戻る。

一方、ステップＳＴ３０４でカウンタＮの値を＋１更新したＣＰＵ１５０は、続いてカウンタＮに設定された値に相当する超音波センサ１１（１２、１３、１４）を駆動して超音波を送信し、全ての超音波センサ１１、１２、１３、１４によりその反射波を受信する（ステップＳＴ３０５）。
そして、ＣＰＵ１５０は、各超音波センサ１１〜１４で受信した障害物の位置を判定し、その中で障害物を検知した超音波センサの番号を内蔵のレジスタＸに記憶する（ステップＳＴ３０６）。

続いて、ＣＰＵ１５０は、カウンタＮの値と、車両に設置されている超音波センサ１１、１２、１３、１４の数Ｍ（ここでは４個）とを比較する（ステップＳＴ３０７）。ここで、Ｎの値がＭの値に満たない場合（ステップＳＴ３０７“ＮＯ”）、ＣＰＵ１５０は、再度ステップＳＴ３０４以降の処理を実行する。
すなわち、ＣＰＵ１５０は、カウンタＮの値を＋１更新し、超音波を発信する超音波センサ１１、１２、１３、１４を順次切り替え、障害物を検知した超音波センサの番号をレジスタＸに記憶する。上記の動作は、カウンタＮの値が車両に設置された超音波センサの数に相当する値になるまで繰り返し実行される。

上記動作が繰り返され、カウンタＮの値が車両に設置された超音波センサの数に相当する値になると（ステップＳＴ３０７“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１５０は、障害物を検知する特定センサとしての超音波センサ１１（１２、１３、１４）をレジスタＸの中から一つ選択する（ステップＳＴ３０８）。ここで、レジスタＸに複数の超音波センサの番号が記憶されている場合は、その超音波センサを順次切り替えて選択する。
そして、ＣＰＵ１５０は、選択された超音波センサから取り込まれる受信信号に基づく警報判定を行い（ステップＳＴ３０９）、障害物が検知された場合に警報出力装置１６を駆動して、障害物の方向や距離を表示し、もしくは障害物が所定距離まで接近した場合にブザー音等によりドライバに注意喚起し（ステップＳＴ３１０）、ステップＳＴ３０８の特定センサの選択処理に戻る。

上記した実施の形態１に係る障害物検知装置１００によれば、ＥＣＵ１５（制御装置）は、複数の超音波センサ１１、１２、１３、１４で同時に超音波の送受信を行って障害物の位置を検知し、障害物を検知した２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、障害物を検知した特定の超音波センサの検知エリアで障害物の検知が不能になるまで障害物の検知を継続する。
このため、個々の超音波センサ１１、１２、１３、１４を順次切り替えて障害物検知を行う従来の障害物検知装置に比較して高速で接近する障害物を早期に検知でき応答性が高まる。また、障害物の形状によっては、反射波が送信した超音波センサ１１、１２、１３、１４の検知エリア外方向に反射するが、超音波を送信した超音波センサ以外の超音波センサで反射波を検出できるため障害物を見逃すことなく検知性能が向上するという効果が得られる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による障害物検知装置の動作をフローチャートで示した図である。
以下に説明する実施の形態２においても実施の形態１同様、超音波センサ１１〜１４の車両１への配置、および障害物検知装置１００の構成は、図１、図２に示す実施の形態１と同じ構成を有するものとする。以下に説明する実施の形態２において、上述した実施の形態１との差異は、超音波センサ１１〜１４を順次切り替え送信する際に最優先で選択される超音波センサにある。

図５において、ＥＣＵ１５（ＣＰＵ１５０）は、まず、実施の形態１同様、超音波センサ１１、１２、１３、１４を同時駆動して超音波の同時送受信を行う（ステップＳＴ５０１）。このため、超音波センサ１１〜１４の超音波振動子１１０が昇圧回路１１１により駆動されることにより超音波が送信され、同時に超音波振動子１１０によりその反射波が受信される。そして、超音波振動子１１０で受信された反射波は、電圧増幅回路１１２で増幅されＣＰＵ１５０によって取り込まれ、ＣＰＵ１５０により障害物の有無判定が行われる（ステップＳＴ５０２）。

ここで、障害物有りと判定された場合（ステップＳＴ５０２“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１５０は、円の交差点による障害物の位置判定を行う（ステップＳＴ５０３）。
具体的に、ＣＰＵ１５０は、ステップＳＴ５０２の障害物の有無判定処理で障害物有りと判定された超音波センサ１１〜１４のいずれかの設置位置を基点に、受信波の伝播時間または距離情報を半径とする円が交差する点の座標位置を送信エリアとする超音波センサ１１〜１４のいずれかを優先して選択する。そして、カウンタＮにその超音波センサを示す番号を設定する（ステップＳＴ５０４）。なお、個々の受信信号の距離情報が異なり、円の交点が存在しない場合は（ステップＳＴ５０３“ＮＯ”）、ステップＳＴ５０１の同時駆動による超音波の同時送受信処理に戻る。

図６に、障害物の位置特定方法が模式的に示されている。ステップＳＴ５０２の障害物の有無判定処理で障害物（反射波）有りと判定された後、ＣＰＵ１５０は、図６に示されるように、超音波センサ１１〜１４の各受信信号から得られる距離情報を半径とする円の互いの交差点情報から障害物の概略候補位置を特定する。ここでは、円は点線表記されており、また、交差点位置は●表記されており、超音波センサ１４の検知エリアが特定センサとしての優先監視候補とする例が示されている。

図７に、超音波センサ１１〜１４における障害物検知範囲（図７（ａ））、およびその送受信タイミング（図７（ｂ））が示されている。
図７（ａ）に示されるように、超音波センサ１１〜１４の同時送受信駆動時、ハッチングで塗り潰された範囲内において上述した２円交差により障害物の位置判定が可能になる。このとき、図７（ｂ）に示されるように、図示した障害物１６に対して、超音波センサ１４のみ駆動して超音波を送信し、全ての超音波センサで受信する。ここで、検知エリアにある超音波センサ１４，１３で反射波が受信できる。図中の矢印は、障害物１６からの反射伝播経路と障害物１６を検知するのに有効な超音波センサ１４の送信波の伝播経路を示す。超音波センサ１４の三角パルスが超音波センサ１３に比べて大きくなっているのは、障害物検知において超音波センサ１４と障害物との距離が反映されているためである。

説明を図５に戻す。ＣＰＵ１５０は、ステップＳＴ５０４でＸ番目の、例えば、超音波センサ１４を優先監視候補としてカウンタＮに設定した後、まず、超音波センサ１４を駆動して超音波を送信し、全ての超音波センサ１１、１２、１３、１４によりその反射波を受信する（ステップＳＴ５０５）。
続いて、ＣＰＵ１５０は、各超音波センサ１１〜１４で受信した障害物の位置を判定し、その中で障害物を検知した超音波センサ１１（１２、１３、１４）の番号を内蔵のレジスタＸに記憶する（ステップＳＴ５０６）。

次に、ＣＰＵ１５０は、カウンタＮの値と、車両に設置されている超音波センサ１１、１２、１３、１４の数Ｍ（ここでは４個）とを比較する（ステップＳＴ５０７）。
ここで、Ｎの値がＭの値に満たない場合（ステップＳＴ５０７“ＮＯ”）、ＣＰＵ１５０は、再度ステップＳＴ５０５以降の処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１５０は、カウンタＮの値を＋１更新し（ステップＳＴ５０８）、超音波を送信する超音波センサ１１、１２、１３、１４を順次切り替え、障害物を検知した超音波センサの番号をレジスタＸに記憶する。上記の動作は、カウンタＮの値が車両に設置された超音波センサの数に相当する値になるまで繰り返し実行される。

上記動作が繰り返し実行され、カウンタＮの値が車両に設置された超音波センサの数に相当する値になると（ステップＳＴ５０７“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ１５０は、障害物を検知する特定センサとしての超音波センサ１１（１２、１３、１４）をレジスタＸの中から一個選択して超音波の送受信を継続する（ステップＳＴ５０９）。
そして、ＣＰＵ１５０は、選択された超音波センサから取り込まれる受信信号に基づく警報判定を行い（ステップＳＴ５１０）、障害物が検知された場合に警報出力装置１６を駆動して、障害物の位置（車両の左方向／右方向／中央）や距離を表示し、もしくは障害物が所定距離まで接近した場合にブザー音等によりドライバに注意喚起し（ステップＳＴ５１１）、ステップＳＴ５０９の特定センサの選択処理に戻る。

上記した実施の形態２に係る障害物検知装置１００によれば、ＥＣＵ１５（制御装置）は、２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信する場合、特定の超音波センサの位置を基点に、受信波の伝播時間または距離情報を半径とする円が交差する点の座標位置を送信エリアとする特定の超音波センサを優先して選択する。
このため、個々の超音波センサ１１、１２、１３、１４を順次切り替えて障害物検知を行う従来の障害物検知装置に比較して高速で接近する障害物を早期に検知でき応答性が高まり、また、実施の形態１に比較して一層応答性が高まる。更に、障害物の形状によっては、反射波が送信した超音波センサ１１、１２、１３、１４の検知エリア外方向に反射するが、超音波を送信した超音波センサ以外の超音波センサで反射波を検出できるため障害物を見逃すことなく検知性能が向上するという効果が得られる。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３による障害物検知装置の超音波センサの送信タイミングを示す図である。
以下に説明する実施の形態３においても実施の形態１、２同様、超音波センサ１１、１２〜１４の車両１への配置、および障害物検知装置１００の構成は、図１、図２に示す実施の形態１と同じ構成を有するものとする。

図８によれば、上述した超音波センサの同時駆動による超音波の同時送受信処理（図３のステップＳＴ３０１、図５のＳＴ５０１）において、ＣＰＵ１５０は、互いに検知範囲が干渉する超音波センサ１１と超音波センサ１２、および超音波センサ１３と超音波センサ１４の駆動による発信タイミングを、超音波送信パルスの時間幅Δｔ以上（Δｔ＋α）だけ遅延させて干渉を回避させている。

上記した実施の形態３に係る障害物検知装置１００によれば、ＥＣＵ１５（制御装置）は、複数の超音波センサ１１、１２、１３、１４で同時送受信を行う場合に、検知エリアが干渉する一方の超音波センサの送信タイミングを、他方の超音波センサの送信パルスの時間幅以上遅延させる。このため、実施の形態１、実施の形態２が有する効果に加えて、発信による送信波の干渉による検知見逃しを低減する効果も得られる。

なお、図２のＥＣＵ１５が有する機能は、全てをソフトウェアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。例えば、制御装置が、複数の超音波センサで同時に超音波の送受信を行って障害物の位置を検知し、前記障害物を検知した２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、前記障害物を検知した特定の超音波センサの検知エリアで前記障害物の検知が不能になるまで前記障害物の検知を継続するデータ処理は、１または複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。

また、この発明の障害物検知方法は、複数の超音波センサ１１、１２、１３、１４と、制御装置（ＥＣＵ１５）とを備えた障害物検出装置１００における障害物の検知方法であって、前記制御装置は、例えば、図３において、前記複数の超音波センサで超音波の送受信を同時に行い障害物の位置を検知する第１のステップ（ＳＴ３０１）と、前記障害物を検知した２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行う第２のステップ（Ｔ３０２〜ＳＴ３０７）と、前記障害物を検知した特定の超音波センサの検知エリアで前記障害物の検知が不能になるまで前記障害物の検知を継続する第３のステップ（ＳＴ３０８）と、を有するものである。

この発明の障害物検知方法によれば、ＥＣＵ１５は、複数の超音波センサ１１〜１４で同時に超音波の送受信を行って障害物の位置を検知し、障害物を検知した２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、障害物を検知した特定の超音波センサの検知エリアで障害物の検知が不能になるまで障害物の検知を継続する。
このため、個々の超音波センサ１１〜１４を順次切り替えて障害物検知を行う従来の障害物検知装置に比較して高速で接近する障害物を早期に検知でき応答性が高まる。また、障害物の形状によっては、反射波が送信した超音波センサ１１〜１４の検知エリア外方向に反射するが、超音波を送信した超音波センサ以外の超音波センサで反射波を検出できるため障害物を見逃すことなく検知性能が向上する。

以上のように、この発明に係る障害物検知装置および方法は、高速に接近する障害物に対する応答性が高く、複雑な形状の障害物に対しても検知性能を向上させるために、１個の振動子で超音波の送受信を行う複数の超音波センサと、複数の超音波センサで同時に超音波の送受信を行って障害物の位置を検知し、障害物を検知した２以上の特定の超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、障害物を検知した特定の超音波センサの検知エリアで障害物の検知が不能になるまで障害物の検知を継続する制御装置と、を備えるように構成したものである。このため、車両は勿論のこと、各種移動体に用いるのに適している。

Claims (5)

1. 複数の超音波センサと、
   前記超音波センサが検知した障害物の情報を出力する警報出力装置と、
   前記複数の超音波センサで同時に超音波の送受信を行って前記障害物の有無を判定し、
   前記障害物が有ると判定した場合、前記超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、前記障害物の位置を判定するとともに前記障害物を検知した前記超音波センサを記憶し、
   少なくとも１つの前記超音波センサを記憶した場合、記憶した前記超音波センサそれぞれの受信信号に基づいて前記警報出力装置を駆動するか否かを判定する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記障害物が無いと判定した場合、または前記超音波センサを記憶しなかった場合、再度、前記複数の超音波センサで同時に超音波の送受信を行って前記障害物の有無を判定し、
   前記制御装置は、少なくとも１つの前記超音波センサを記憶した場合、すべての記憶した前記超音波センサの検知エリアで前記障害物の検知が不能になるまで、記憶した前記超音波センサを順次選択するとともに選択した前記超音波センサの受信信号に基いて前記警報出力装置を駆動するか否かを判定する処理を繰り返す
   ことを特徴とする障害物検知装置。
2. 前記制御装置は、記憶した前記超音波センサを順次選択する際、記憶した前記超音波センサの位置を基点に、前記超音波の伝播時間または距離情報を半径とする円が交差する点の座標位置を送信エリアとする記憶した前記超音波センサを優先して選択することを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
3. 前記制御装置は、前記複数の超音波センサで同時に送受信を行う際、前記検知エリアが干渉する一方の超音波センサの送信タイミングを、他方の超音波センサの送信パルスの時間幅以上遅延させることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
4. 前記超音波センサは、車両のフロント側またはリア側の水平方向および垂直方向に複数設置され、
   前記警報出力装置は、前記障害物が存在する方向および前記障害物までの距離を表示する
   ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
5. 複数の超音波センサと、前記超音波センサが検知した障害物の情報を出力する警報出力装置と、制御装置とを備えた障害物検出装置における障害物の検知方法であって、
   前記制御装置が、
   前記複数の超音波センサで超音波の送受信を同時に行い前記障害物の有無を判定する第１のステップと、
   前記障害物が有ると判定した場合、前記超音波センサを順次切り替え送信を行なうとともに全ての超音波センサで受信を行い、前記障害物の位置を判定するとともに前記障害物を検知した前記超音波センサを記憶する第２のステップと、
   少なくとも１つの前記超音波センサを記憶した場合、記憶した前記超音波センサそれぞれの受信信号に基づいて前記警報出力装置を駆動するか否かを判定する第３のステップと、
   前記第１のステップで前記障害物が無いと判定した場合、または前記第２のステップで前記超音波センサを記憶しなかった場合、再度、前記複数の超音波センサで同時に超音波の送受信を行って前記障害物の有無を判定する第４のステップと、
   前記第２のステップで少なくとも１つの前記超音波センサを記憶した場合、すべての記憶した前記超音波センサの検知エリアで前記障害物の検知が不能になるまで、記憶した前記超音波センサを順次選択するとともに選択した前記超音波センサの受信信号に基いて前記警報出力装置を駆動するか否かを判定する処理を繰り返す第５のステップと、
   を有することを特徴とする障害物検知方法。

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