JP6249746B2 - Obstacle detection device - Google Patents

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Description

この発明は、車両周辺に存在する障害物を検知する障害物検知装置に関するものである。   The present invention relates to an obstacle detection device that detects an obstacle present around a vehicle.

車両の周辺の障害物を検知する距離センサ(超音波、レーザなど)は、路面の凹凸で反応し、障害物となり得ない低い物体(車止め、縁石など)でも運転者に警報を発して運転に不都合な情報を与える場合があった。また、そのような距離センサを用いた誤発進対策システムでは、車止めなどでエンジン停止動作またはブレーキ動作を行うなど、期待しない状況で不用な動作を行うことになる。   Distance sensors (ultrasonic waves, lasers, etc.) that detect obstacles around the vehicle react to road surface irregularities, and even drive low-level objects that cannot become obstacles (car stops, curbs, etc.) There were cases where inconvenient information was given. In addition, in the erroneous start countermeasure system using such a distance sensor, an unnecessary operation is performed in an unexpected situation such as an engine stop operation or a brake operation when the vehicle is stopped.

そこで、障害物となり得ない低い物体と障害物となる高い物体とを判別する障害物検知装置が提案されている。
例えば特許文献1では、路面に対して水平方向に2個の距離センサを配置すると共に垂直方向にも2個の距離センサを配置し、水平方向に配置した距離センサを用いて、三角測量法で障害物の水平方向の位置(方位)を特定する。さらに、車両の移動量と垂直方向に配置した距離センサを用いて、障害物の高さを検知する。
Therefore, an obstacle detection device that distinguishes a low object that cannot become an obstacle and a high object that becomes an obstacle has been proposed.
For example, in Patent Document 1, two distance sensors are arranged in the horizontal direction with respect to the road surface, two distance sensors are arranged in the vertical direction, and the distance sensor arranged in the horizontal direction is used for triangulation. Identify the horizontal position (azimuth) of the obstacle. Furthermore, the height of the obstacle is detected using a distance sensor arranged in a direction perpendicular to the amount of movement of the vehicle.

また例えば、特許文献2では、車両が障害物に接近するに従い、障害物からの反射波のレベルの変化が負の場合(即ち、レベルが低下する場合)は背の低い障害物と判別し、レベルの変化が正の場合は背の高い障害物と判別する。   Further, for example, in Patent Document 2, when the change in the level of the reflected wave from the obstacle is negative as the vehicle approaches the obstacle (that is, when the level decreases), the obstacle is identified as a short obstacle, If the level change is positive, it is determined as a tall obstacle.

国際公開第2012/140769号パンフレットInternational Publication No. 2012/140769 Pamphlet 特開2010−197351号公報JP 2010-197351 A

上記特許文献1,2の構成では、障害物の高さを判別するために車両の移動量をパラメータとして使用する必要があり、車両が停車状態では高さの判別ができないという課題があった。   In the configurations of Patent Documents 1 and 2 described above, it is necessary to use the moving amount of the vehicle as a parameter in order to determine the height of the obstacle, and there is a problem that the height cannot be determined when the vehicle is stopped.

また、上記特許文献1では、障害物の方位と高さを判定するために4個の距離センサが必要になるので、その分コストがかかり、またセンサの設置および調整の手間もかかっていた。   In Patent Document 1, four distance sensors are required to determine the azimuth and height of an obstacle, so that the cost is increased, and the installation and adjustment of the sensor are also required.

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、距離センサ(特に、コーナセンサ)の従来の取り付け位置を利用し、車両の走行/停車の状態によらず障害物の高さを判別可能な障害物検知装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and uses a conventional mounting position of a distance sensor (particularly, a corner sensor) to increase the height of an obstacle regardless of the running / stopping state of the vehicle. An object of the present invention is to provide an obstacle detection device capable of determining the height.

この発明に係る障害物検知装置は、車両に設置された2個以上の距離センサと、距離センサを駆動して探査波を送信し、障害物で反射した反射波を受信する送受信部と、送受信部の送受信結果に基づいて距離センサから障害物までの距離を計測する距離計測部と、2個以上の距離センサのうち、車両の前後あるいは高さ方向の少なくとも1方向の設置位置が異なる任意の2個について、距離計測部が計測した距離の差の絶対値が閾値より大きければ相対的に低い障害物と判定し、当該距離の差の絶対値が閾値以下であれば相対的に高い障害物と判定する高さ判定部と、2個以上の距離センサのうち、車両の前後および高さ方向の設置位置が同じであって左右方向の設置位置が最も離れている2個について、距離計測部が計測した距離が同じ場合に、高さ判定部に高さ判定を行わせる指示を出す幅判定部とを備え、高さ判定部は、幅判定部からの指示に従って判定を行うを備えるものである。 The obstacle detection device according to the present invention includes two or more distance sensors installed in a vehicle, a transmission / reception unit that drives the distance sensor to transmit an exploration wave and receives a reflected wave reflected by the obstacle, and transmission / reception A distance measurement unit that measures the distance from the distance sensor to the obstacle based on the transmission / reception result of the unit, and any two or more distance sensors that have different installation positions in at least one direction in the front-rear direction or the height direction of the vehicle For two, if the absolute value of the distance difference measured by the distance measuring unit is larger than the threshold, it is determined as a relatively low obstacle, and if the absolute value of the distance difference is less than or equal to the threshold, the obstacle is relatively high A distance measurement unit for two of the height determination unit and the two or more distance sensors having the same installation position in the front-rear direction and the height direction and having the left-right installation position farthest among the two or more distance sensors. If the distance measured by is the same In, and a width determination unit that instructs to perform the height determination in the height determination unit, the height determining unit, those comprising a determination in accordance with an instruction from the width determination unit.

この発明によれば、車両の前後あるいは高さ方向の少なくとも1方向の設置位置が異なる2個の距離センサを使用して障害物までの距離を計測し、計測した距離の差の絶対値が閾値より大きければ相対的に低い障害物と判定し、当該距離の差の絶対値が閾値以下であれば相対的に高い障害物と判定するようにしたので、コーナセンサとセンタセンサのように設置位置の異なる距離センサを利用し、車両の走行/停車の状態によらず障害物の高さを判別可能な障害物検知装置を提供することができる。   According to the present invention, the distance to an obstacle is measured using two distance sensors having different installation positions in at least one direction in the front-rear direction or height direction of the vehicle, and the absolute value of the difference between the measured distances is a threshold value. If it is larger, it is judged as a relatively low obstacle, and if the absolute value of the difference in distance is less than or equal to the threshold value, it is judged as a relatively high obstacle. Thus, it is possible to provide an obstacle detection device that can determine the height of an obstacle regardless of the running / stopping state of the vehicle.

この発明の実施の形態1に係る障害物検知装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the obstruction detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1に係る障害物検知装置が使用する距離センサの車両設置例を説明する図である。It is a figure explaining the vehicle installation example of the distance sensor which the obstacle detection apparatus which concerns on Embodiment 1 uses. 実施の形態1に係る障害物検知装置が使用する距離センサの別の車両設置例を説明する図である。It is a figure explaining another vehicle installation example of the distance sensor which the obstacle detection apparatus which concerns on Embodiment 1 uses. 実施の形態1に係る障害物検知装置が使用する距離センサの別の車両設置例を説明する図である。It is a figure explaining another vehicle installation example of the distance sensor which the obstacle detection apparatus which concerns on Embodiment 1 uses. Aグループの距離センサの超音波のビーム経路を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the beam path | route of the ultrasonic wave of the distance sensor of A group. Aグループの距離センサの距離情報に基づく、障害物の高さ判定処理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the height determination process of an obstruction based on the distance information of the distance sensor of A group. Bグループの距離センサの距離情報に基づく、障害物の高さ判定処理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the height determination process of an obstruction based on the distance information of the distance sensor of B group. Cグループの距離センサの距離情報に基づく、障害物の高さ判定処理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the height determination process of an obstruction based on the distance information of the distance sensor of C group. この発明の実施の形態2に係る障害物検知装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the obstruction detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る障害物検知装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the obstruction detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る障害物検知装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the obstruction detection apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention.

実施の形態1.
図1に示すように、障害物検知装置10は車両周辺に存在する障害物を検知するものであって、車両に設置された少なくとも2個以上の距離センサ1〜4を駆動する送受信部11と、送受信部11の出力信号に基づいて障害物までの距離を検知する距離計測部12と、その距離情報に基づいて障害物の高さを判定する高さ判定部13と、判定結果に基づいて車両アクチュエータ101および警報出力装置102に対して車両制御および警報出力を行う制御部14とから構成されている。
Embodiment 1 FIG.
As shown in FIG. 1, the obstacle detection device 10 detects an obstacle existing around the vehicle, and includes a transmission / reception unit 11 that drives at least two distance sensors 1 to 4 installed in the vehicle. Based on the determination result, the distance measuring unit 12 that detects the distance to the obstacle based on the output signal of the transmission / reception unit 11, the height determining unit 13 that determines the height of the obstacle based on the distance information, and It is comprised from the control part 14 which performs vehicle control and alarm output with respect to the vehicle actuator 101 and the alarm output device 102. FIG.

障害物検知装置10を構成する送受信部11、距離計測部12、高さ判定部13および制御部14は、各種電子回路でハードウエアとして構成してもよいし、不図示のメモリに格納されたプログラムをCPU(Central Processing Unit)が実行することにより、ソフトウエアとして実現してもよい。
距離センサ1〜4は、例えば超音波式、レーザ式、およびレーダ式のセンサを使用可能である。実施の形態1では、超音波式の距離センサを用いる。
The transmission / reception unit 11, the distance measurement unit 12, the height determination unit 13, and the control unit 14 constituting the obstacle detection device 10 may be configured as hardware by various electronic circuits, or stored in a memory (not shown). The program may be implemented as software by a CPU (Central Processing Unit) being executed.
For example, ultrasonic sensors, laser sensors, and radar sensors can be used as the distance sensors 1 to 4. In the first embodiment, an ultrasonic distance sensor is used.

ここで、図2〜図4を参照しながら、距離センサの車両設置例を説明する。図2(a)は車両100の平面図、図2(b)は車両100のフロント部を示す正面図である。図2の例では、距離センサ1a〜4aが、車両100のフロント部に左右一列かつ同一高さに設置されている。ただし、距離センサ1a,4a(コーナセンサ)は、フロント部の左右端(コーナ部)の曲面に沿って配置されているので、フロント部の中央に配置された距離センサ2a,3a(センタセンサ)に比べて奥まった位置にある。
これらの距離センサ1a〜4aはフロント部から車両前方に向けて超音波(探査波)を送信して、車両前方の障害物を検知する。
Here, a vehicle installation example of the distance sensor will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a plan view of the vehicle 100, and FIG. 2B is a front view showing the front portion of the vehicle 100. In the example of FIG. 2, the distance sensors 1 a to 4 a are installed on the front part of the vehicle 100 in the left and right rows and at the same height. However, since the distance sensors 1a and 4a (corner sensors) are arranged along the curved surfaces of the left and right ends (corner parts) of the front part, the distance sensors 2a and 3a (center sensors) arranged at the center of the front part. It is in a deep position compared to.
These distance sensors 1a to 4a transmit ultrasonic waves (exploration waves) from the front part toward the front of the vehicle to detect obstacles in front of the vehicle.

図3に、別の設置例を示す。図3(a)は車両100の平面図、図3(b)は車両100のフロント部を示す正面図である。図3の例では、距離センサ1b〜4bが、車両100のフロント部に左右方向に低、高、高、低の高さになるよう設置されている。図2の例と同様に、距離センサ1b,4bは距離センサ2b,3bに比べて奥まった位置にある。   FIG. 3 shows another installation example. FIG. 3A is a plan view of the vehicle 100, and FIG. 3B is a front view showing the front portion of the vehicle 100. In the example of FIG. 3, the distance sensors 1 b to 4 b are installed on the front portion of the vehicle 100 so as to be low, high, high, and low in the left-right direction. Similar to the example of FIG. 2, the distance sensors 1b and 4b are located deeper than the distance sensors 2b and 3b.

図4に、別の設置例を示す。図4(a)は車両100の平面図、図4(b)は車両100のフロント部を示す正面図である。図4の例では、距離センサ1c〜4cが、車両100のフロント部に左右方向に高、低、高、低の千鳥配置になるよう設置されている。図2および図3と同様に、距離センサ1c,4cは距離センサ2c,3cに比べて奥まった位置にある。   FIG. 4 shows another installation example. 4A is a plan view of the vehicle 100, and FIG. 4B is a front view showing the front portion of the vehicle 100. In the example of FIG. 4, the distance sensors 1 c to 4 c are installed on the front portion of the vehicle 100 in a staggered arrangement of high, low, high, and low in the left-right direction. Similar to FIGS. 2 and 3, the distance sensors 1c and 4c are located deeper than the distance sensors 2c and 3c.

距離センサの配置は図2〜図4の例に限定されるものではなく、また、距離センサの設置数は少なくとも2個以上であればよい。
さらに、障害物検知装置10は、車両100のリア部に設置された2個以上の距離センサ(不図示)を使用することもできる。
The arrangement of the distance sensors is not limited to the examples in FIGS. 2 to 4, and the number of installed distance sensors may be at least two.
Furthermore, the obstacle detection device 10 can also use two or more distance sensors (not shown) installed in the rear part of the vehicle 100.

実施の形態1では、車両100に設置された4個の距離センサ1〜4(または、1a〜4a、1b〜4b、1c〜4c)の中から、高さ方向、前後方向(奥行き方向)の少なくとも1つの設置位置が異なる2個の距離センサを使用して、障害物となる高い物体を検知する。
従来は車両100のコーナ部とセンタ部とで距離センサを設置する高さおよび奥行きが異なることが多いので、その設置位置を流用可能であり、実施の形態1を実現するために距離センサの設置位置を変更する必要はない。
In the first embodiment, among the four distance sensors 1 to 4 (or 1a to 4a, 1b to 4b, and 1c to 4c) installed in the vehicle 100, the height direction and the front-rear direction (depth direction) are selected. At least one distance sensor having different installation positions is used to detect a high object that becomes an obstacle.
Conventionally, the height and depth at which the distance sensor is installed are often different between the corner portion and the center portion of the vehicle 100, so that the installation position can be diverted, and in order to realize the first embodiment, the distance sensor is installed. There is no need to change the position.

次に、障害物検知装置10の動作を説明する。
この説明では、車両の左右方向の設置位置、高さ方向の設置位置、および前後方向(奥行き方向)の設置位置がそれぞれ異なる2個の距離センサを使用する。このように設置された2個の距離センサを、Aグループと称する。
Next, the operation of the obstacle detection device 10 will be described.
In this description, two distance sensors having different installation positions in the left-right direction, installation position in the height direction, and installation position in the front-rear direction (depth direction) are used. The two distance sensors installed in this way are referred to as A group.

図5は、Aグループの距離センサ1,2の超音波のビーム経路を説明する概念図である。距離センサ1,2は、路面からの高さH1,H2(H1>H2)に設置されている。また、距離センサ2は、距離センサ1に対して車両前後方向(奥行き方向)にXoffだけオフセットされている。さらに、距離センサ1の振動面から壁90および縁石91などの障害物までの距離をLxとする。   FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the ultrasonic beam path of the distance sensors 1 and 2 of the A group. The distance sensors 1 and 2 are installed at heights H1 and H2 (H1> H2) from the road surface. The distance sensor 2 is offset from the distance sensor 1 by Xoff in the vehicle front-rear direction (depth direction). Further, the distance from the vibration surface of the distance sensor 1 to an obstacle such as the wall 90 and the curb 91 is Lx.

なお、Aグループの距離センサ1,2と、図2〜図4に示した距離センサ1a,2a,1b,2b,1c,2cとの間に対応関係はない。
Aグループに該当する距離センサの組み合わせとしては、例えば、図3の距離センサ1b,2bの1組、図3の距離センサ3b,4bの1組、図3の距離センサ1b,3bの1組、図3の距離センサ2b,4bの1組、図4の距離センサ1c,2cの1組、図4の距離センサ3c,4cの1組などがある。
ただし、Aグループの距離センサは、左右方向の設置位置が同じであってもよい。
Note that there is no correspondence between the distance sensors 1 and 2 in the A group and the distance sensors 1a, 2a, 1b, 2b, 1c, and 2c shown in FIGS.
Examples of combinations of distance sensors corresponding to the A group include one set of distance sensors 1b and 2b in FIG. 3, one set of distance sensors 3b and 4b in FIG. 3, one set of distance sensors 1b and 3b in FIG. There are one set of distance sensors 2b and 4b in FIG. 3, one set of distance sensors 1c and 2c in FIG. 4, one set of distance sensors 3c and 4c in FIG.
However, the distance sensor of the A group may have the same installation position in the left-right direction.

図5において、距離センサ1の振動面から送信された超音波の一部は、壁90などの背の高い障害物の超音波放射エリア81で反射して、振動面に戻る。また、距離センサ1の振動面から送信された超音波の一部は、路面で反射し、縁石91などの背の低い障害物の側面で反射して、振動面に戻る回帰経路をたどる。
距離センサ2の振動面から送信された超音波の一部は、壁90の超音波放射エリア82で反射して、振動面に戻る。反射路程の図示は省略するが、距離センサ2の振動面から送信された超音波の一部は、路面で反射し、縁石91などの背の低い障害物の側面で反射して、振動面に戻る回帰経路をたどる。
In FIG. 5, a part of the ultrasonic wave transmitted from the vibration surface of the distance sensor 1 is reflected by the ultrasonic radiation area 81 of a tall obstacle such as the wall 90 and returns to the vibration surface. Further, a part of the ultrasonic wave transmitted from the vibration surface of the distance sensor 1 is reflected on the road surface, reflected on the side surface of a short obstacle such as the curb 91, and follows a return path returning to the vibration surface.
A part of the ultrasonic wave transmitted from the vibration surface of the distance sensor 2 is reflected by the ultrasonic radiation area 82 of the wall 90 and returns to the vibration surface. Although the illustration of the reflection path is omitted, a part of the ultrasonic wave transmitted from the vibration surface of the distance sensor 2 is reflected on the road surface and reflected on the side surface of a short obstacle such as the curbstone 91 to the vibration surface. Follow the return path.

実施の形態1の障害物検知装置10においては、概ね、距離センサ1,2の高さ位置、即ち、距離センサ1,2の超音波放射エリア81,82の検知高さHave(図5に示すH1とH2の平均値)より背の高い障害物と背の低い障害物とを判別する。
以下、Haveを検知高さと称する。
In the obstacle detection device 10 of the first embodiment, the height position of the distance sensors 1 and 2, that is, the detection height Have of the ultrasonic radiation areas 81 and 82 of the distance sensors 1 and 2 (shown in FIG. 5). Obstacles that are taller and taller than the average value of H1 and H2 are discriminated.
Hereinafter, Have is referred to as detection height.

図6は、Aグループの距離センサ1,2の距離情報に基づいて障害物の高さを判定する処理を説明する概念図である。障害物検知装置10がAグループの距離センサ1,2を使用して障害物検知を実施する場合、先ず送受信部11が、距離センサ1,2を駆動して超音波を送受信する。続いて距離計測部12が、距離センサ1,2の高さH1,H2、奥行き方向のオフセットXoff、および超音波送信から反射波受信までの時間に基づいて、距離センサ1,2から障害物までの距離をそれぞれ算出する。続いて高さ判定部13が、下記の式(1)および式(2)が成立するか否か判断し、式(1)が成立する場合、検知高さHaveより背の高い障害物(壁90など)であると判定し、式(2)が成立する場合、検知高さHaveより背の低い障害物(縁石91など)であると判定する。   FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating processing for determining the height of an obstacle based on the distance information of the distance sensors 1 and 2 of the A group. When the obstacle detection device 10 performs obstacle detection using the distance sensors 1 and 2 of the A group, the transmission / reception unit 11 first drives the distance sensors 1 and 2 to transmit and receive ultrasonic waves. Subsequently, the distance measurement unit 12 determines whether the distance sensors 1 and 2 to the obstacle based on the heights H1 and H2 of the distance sensors 1 and 2, the offset Xoff in the depth direction, and the time from ultrasonic transmission to reception of the reflected wave. Are calculated respectively. Subsequently, the height determination unit 13 determines whether or not the following expressions (1) and (2) are satisfied, and when the expression (1) is satisfied, an obstacle (wall) that is taller than the detected height Have. 90, etc., and when the formula (2) is satisfied, it is determined that the obstacle is lower than the detected height Have (curbstone 91, etc.).

−TH≦(L1u+Xoff)−L2u≦TH (1)     −TH ≦ (L1u + Xoff) −L2u ≦ TH (1)

(L1d+Xoff)−L2d<−TH
または、(L1d+Xoff)−L2d>TH (2)
(L1d + Xoff) −L2d <−TH
Or, (L1d + Xoff) −L2d> TH (2)

ここで、L1uは距離センサ1から壁90までの距離、L2uは距離センサ2から壁90までの距離、L1dは距離センサ1から縁石91までの距離、L2dは距離センサ2から縁石91までの距離である。THは、障害物が検知高さHaveより高いか低いかを判定する閾値であり、例えば、奥行き方向のオフセットXoffに距離センサ1,2の検出誤差を加えた値とする。   Here, L1u is the distance from the distance sensor 1 to the wall 90, L2u is the distance from the distance sensor 2 to the wall 90, L1d is the distance from the distance sensor 1 to the curb 91, and L2d is the distance from the distance sensor 2 to the curb 91 It is. TH is a threshold value for determining whether the obstacle is higher or lower than the detected height Have, and is, for example, a value obtained by adding the detection error of the distance sensors 1 and 2 to the offset Xoff in the depth direction.

高さ判定部13が検知高さHaveより背の高い障害物(壁90など)と判定した場合、制御部14は、車両100に衝突する恐れがある背の高い障害物であると判断して、車両アクチュエータ101を制御してブレーキを作動させ車両100を停止させたり、ステアリングを操作して走行方向を変更させたり、警報出力装置102から警報を出力させ乗員に注意喚起したりする。   When the height determination unit 13 determines that the obstacle is taller than the detected height Have (such as the wall 90), the control unit 14 determines that the obstacle is a tall obstacle that may collide with the vehicle 100. Then, the vehicle actuator 101 is controlled to operate the brake to stop the vehicle 100, to operate the steering to change the traveling direction, to output an alarm from the alarm output device 102, and to alert the occupant.

次に、車両の左右方向の設置位置、および高さ方向の設置位置がそれぞれ異なる2個の距離センサを使用する場合を説明する。このように設置された2個の距離センサを、Bグループと称する。
図7は、Bグループの距離センサ1,3の距離情報に基づいて障害物の高さを判定する処理を説明する概念図である。
なお、Bグループの距離センサ1,3と、図2〜図4に示した距離センサ1a,3a,1b,3b,1c,3cとの間に対応関係はない。
Bグループに該当する距離センサの組み合わせとしては、例えば、図4の距離センサ2c,3cの1組、図4の距離センサ1c,4cの1組などがある。
ただし、Bグループの距離センサは、左右方向の設置位置が同じであってもよい。
Next, a case where two distance sensors having different installation positions in the left-right direction and installation positions in the height direction are used will be described. The two distance sensors installed in this way are referred to as B group.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating processing for determining the height of an obstacle based on the distance information of the distance sensors 1 and 3 of the B group.
Note that there is no correspondence between the distance sensors 1 and 3 of the B group and the distance sensors 1a, 3a, 1b, 3b, 1c, and 3c shown in FIGS.
Examples of combinations of distance sensors corresponding to the B group include one set of distance sensors 2c and 3c in FIG. 4 and one set of distance sensors 1c and 4c in FIG.
However, the distance sensor of the B group may have the same installation position in the left-right direction.

図7に示すように、距離センサ1,3は、路面からの高さH1,H2に並べて設置されている。また、距離センサ1,3の奥行き方向のオフセットXoff=0である。障害物検知装置10がBグループの距離センサ1,3を使用して障害物検知を実施する場合、Aグループ(図6)と同様の動作を行う。
ただし、上記の式(1)および式(2)において、Xoff=0とする。また、L2uは距離センサ3から壁90までの距離、L2dは距離センサ3から縁石91までの距離を表す。
As shown in FIG. 7, the distance sensors 1 and 3 are installed side by side at heights H1 and H2 from the road surface. Further, the offset Xoff = 0 in the depth direction of the distance sensors 1 and 3 is zero. When the obstacle detection device 10 performs obstacle detection using the distance sensors 1 and 3 of the B group, the same operation as that of the A group (FIG. 6) is performed.
However, in the above formulas (1) and (2), Xoff = 0. L2u represents the distance from the distance sensor 3 to the wall 90, and L2d represents the distance from the distance sensor 3 to the curb 91.

次に、車両の左右方向の設置位置、および奥行き方向の設置位置がそれぞれ異なる2個の距離センサを使用する場合を説明する。このように設置された2個の距離センサを、Cグループと称する。
図8は、Cグループの距離センサ1,4の距離情報に基づいて障害物の高さを判定する処理を説明する概念図である。
なお、Cグループの距離センサ1,4と、図2〜図4に示した距離センサ1a,4a,1b,4b,1c,4cとの間に対応関係はない。
Cグループに該当する距離センサの組み合わせとしては、例えば、図2の距離センサ1a,2aの1組、図2の距離センサ1a,3aの1組、図2の距離センサ2a,4aの1組、図2の距離センサ3a,4aの1組、図4の距離センサ1c,3cの1組、図4の距離センサ2c,4cの1組などがある。
Next, a case where two distance sensors having different installation positions in the left-right direction and installation positions in the depth direction are used will be described. The two distance sensors installed in this way are referred to as C group.
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating processing for determining the height of an obstacle based on the distance information of the distance sensors 1 and 4 of the C group.
Note that there is no correspondence between the distance sensors 1 and 4 of the C group and the distance sensors 1a, 4a, 1b, 4b, 1c, and 4c shown in FIGS.
Examples of combinations of distance sensors corresponding to group C include, for example, one set of distance sensors 1a and 2a in FIG. 2, one set of distance sensors 1a and 3a in FIG. 2, one set of distance sensors 2a and 4a in FIG. There are one set of distance sensors 3a and 4a in FIG. 2, one set of distance sensors 1c and 3c in FIG. 4, one set of distance sensors 2c and 4c in FIG.

図8に示すように、距離センサ1,4は、路面から同じ高さH1に、左右方向に並べて設置されている。また、距離センサ4は、距離センサ1に対して奥行き方向にXoffだけオフセットされている。障害物検知装置10がCグループの距離センサ1,4を使用して障害物検知を実施する場合、Aグループ(図6)と同様の動作を行う。
ただし、上記の式(1)および式(2)において、L2uは距離センサ4から壁90までの距離、L2dは距離センサ4から縁石91までの距離を表す。
As shown in FIG. 8, the distance sensors 1 and 4 are installed side by side in the left-right direction at the same height H1 from the road surface. The distance sensor 4 is offset from the distance sensor 1 by Xoff in the depth direction. When the obstacle detection device 10 performs obstacle detection using the distance sensors 1 and 4 of the C group, the same operation as that of the A group (FIG. 6) is performed.
In the above equations (1) and (2), L2u represents the distance from the distance sensor 4 to the wall 90, and L2d represents the distance from the distance sensor 4 to the curb 91.

以上より、実施の形態1によれば、障害物検知装置10は、車両100に設置された2個以上の距離センサ1〜4と、距離センサ1〜4を駆動して探査波を送信し、障害物で反射した反射波を受信する送受信部11と、送受信部11の送受信結果に基づいて距離センサ1〜4から障害物までの距離を計測する距離計測部12と、距離センサ1〜4のうち、車両100の前後(奥行き)あるいは高さ方向の少なくとも1方向の設置位置が異なる任意の2個について、距離計測部12が計測した距離の差の絶対値が閾値THより大きければ相対的に低い障害物(縁石91など)と判定し、当該距離の差の絶対値が閾値TH以下であれば相対的に高い障害物(壁90など)と判定する高さ判定部13とを備える構成にした。このため、コーナセンサとセンタセンサのように設置位置の異なる距離センサを利用し、車両の走行/停車の状態によらず障害物の高さを判別可能な障害物検知装置10を提供することができる。   As described above, according to the first embodiment, the obstacle detection device 10 transmits two or more distance sensors 1 to 4 installed in the vehicle 100 and the distance sensors 1 to 4 to transmit exploration waves, The transmission / reception unit 11 that receives the reflected wave reflected by the obstacle, the distance measurement unit 12 that measures the distance from the distance sensor 1 to 4 based on the transmission / reception result of the transmission / reception unit 11, and the distance sensors 1 to 4 Among these, for any two of the vehicles 100 having different installation positions in the front / rear (depth) or height direction of the vehicle 100, the relative value of the distance difference measured by the distance measurement unit 12 is relatively larger than the threshold value TH. It is determined that the obstacle is a low obstacle (curbstone 91 or the like), and includes a height determination unit 13 that determines a relatively high obstacle (wall 90 or the like) if the absolute value of the distance difference is equal to or less than the threshold value TH. did. Therefore, it is possible to provide an obstacle detection device 10 that can determine the height of an obstacle regardless of the running / stopped state of the vehicle by using distance sensors having different installation positions such as a corner sensor and a center sensor. it can.

また、実施の形態1によれば、障害物検知装置10は、高さ判定部13の判定結果に応じて、車両100の制御あるいは警報出力を行う制御部14を備える構成にした。このため、車両100に衝突する恐れの無い背の低い障害物について、不要なブレーキ動作あるいは警報出力などを抑制することができる。   Further, according to the first embodiment, the obstacle detection apparatus 10 includes the control unit 14 that controls the vehicle 100 or outputs an alarm according to the determination result of the height determination unit 13. For this reason, an unnecessary brake operation or alarm output can be suppressed for a short obstacle that does not possibly collide with the vehicle 100.

実施の形態2.
実施の形態2に係る障害物検知装置10は、図1に示した障害物検知装置10と図面上では同様の構成であるため、以下では図1を援用して説明する。
この実施の形態2では、1組2個の距離センサを使用して、障害物の高さ判定を複数回繰り返した上で、最終判定を行う。
Embodiment 2. FIG.
Since the obstacle detection device 10 according to the second embodiment has the same configuration as the obstacle detection device 10 shown in FIG. 1 on the drawing, the following description will be given with reference to FIG.
In the second embodiment, a set of two distance sensors is used to make a final determination after repeating the obstacle height determination a plurality of times.

図9は、実施の形態2に係る障害物検知装置10の動作を示すフローチャートである。ここでは、図5および図6に示したAグループの距離センサ1,2を使用する場合を例に用いて説明する。
先ず、送受信部11がAグループの距離センサ1,2を駆動して超音波を送受信し、距離計測部12が距離センサ1,2から障害物までの各距離情報を算出する(ステップST1)。続いて、高さ判定部13が、各距離情報に基づいて障害物が検知高さHave(例えば、図5に示す)より高いか低いかを判定する(ステップST2)。高さ判定部13は、ステップST1,ST2の高さ判定をn回繰り返した後(ステップST3“YES”)、障害物の高さ総合判定を行う(ステップST4)。このステップST4において高さ判定部13は、例えば、障害物が検知高さHaveより高いという判定結果が所定回数連続していた場合、検知高さHaveより背の高い障害物であると最終判定する。一方、障害物が検知高さHaveより低いという判定結果が所定回数連続していた場合、検知高さHaveより背の低い障害物であると最終判定する。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the obstacle detection apparatus 10 according to the second embodiment. Here, the case where the distance sensors 1 and 2 of the A group shown in FIGS. 5 and 6 are used will be described as an example.
First, the transmission / reception unit 11 drives the distance sensors 1 and 2 of the A group to transmit and receive ultrasonic waves, and the distance measurement unit 12 calculates distance information from the distance sensors 1 and 2 to the obstacle (step ST1). Subsequently, the height determination unit 13 determines whether the obstacle is higher or lower than the detected height Have (for example, shown in FIG. 5) based on the distance information (step ST2). The height determination unit 13 repeats the height determination of steps ST1 and ST2 n times (step ST3 “YES”), and then performs an overall height determination of the obstacle (step ST4). In this step ST4, for example, if the determination result that the obstacle is higher than the detected height Have has been continued for a predetermined number of times, the height determining unit 13 finally determines that the obstacle is taller than the detected height Have. . On the other hand, if the determination result that the obstacle is lower than the detected height Have has been continued for a predetermined number of times, it is finally determined that the obstacle is shorter than the detected height Have.

なお、図9では、Aグループの距離センサ1,2を使用した動作例を示したが、他のグループの距離センサを使用する場合も同様である。   FIG. 9 shows an operation example using the distance sensors 1 and 2 of the A group, but the same applies to the case of using the distance sensors of other groups.

以上より、実施の形態2によれば、高さ判定部13は、距離センサ1〜4のうちの2個の距離センサについて障害物の高さ判定を繰り返し、同じ判定結果が所定回数連続した場合に当該判定結果を採用する構成にした。このため、高さ判定機能のロバスト性が向上する。   As described above, according to the second embodiment, the height determination unit 13 repeats the obstacle height determination for two of the distance sensors 1 to 4 and the same determination result continues for a predetermined number of times. In this configuration, the determination result is adopted. For this reason, the robustness of the height determination function is improved.

実施の形態3.
実施の形態3に係る障害物検知装置10は、図1に示した障害物検知装置10と図面上では同様の構成であるため、以下では図1を援用して説明する。
この実施の形態3では、複数組の距離センサを使用して、障害物の高さ判定をそれぞれ行った上で、最終判定を行う。
Embodiment 3 FIG.
The obstacle detection device 10 according to Embodiment 3 has the same configuration as the obstacle detection device 10 shown in FIG. 1 on the drawing, and will be described below with reference to FIG.
In the third embodiment, a plurality of distance sensors are used to determine the height of an obstacle, and a final determination is made.

図10は、実施の形態3に係る障害物検知装置10の動作を示すフローチャートである。ここでは、図5および図6に示したAグループの距離センサ1,2と、図7に示したBグループの距離センサ1,3と、図8に示したCグループの距離センサ1,4とを使用する場合を例に用いて説明する。
送受信部11がAグループの距離センサ1,2を駆動して超音波を送受信し、距離計測部12が距離センサ1,2から障害物までの各距離情報を算出する(ステップST11)。続いて、高さ判定部13が各距離情報に基づいて障害物が検知高さHave(例えば、図5に示す)より高いか低いかを判定する(ステップST12)。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the obstacle detection apparatus 10 according to the third embodiment. Here, the distance sensors 1 and 2 of the A group shown in FIGS. 5 and 6, the distance sensors 1 and 3 of the B group shown in FIG. 7, and the distance sensors 1 and 4 of the C group shown in FIG. The case of using will be described as an example.
The transmission / reception unit 11 drives the distance sensors 1 and 2 of the A group to transmit and receive ultrasonic waves, and the distance measurement unit 12 calculates distance information from the distance sensors 1 and 2 to the obstacle (step ST11). Subsequently, the height determination unit 13 determines whether the obstacle is higher or lower than the detected height Have (for example, shown in FIG. 5) based on the distance information (step ST12).

障害物検知装置10は、Aグループと同様に、Bグループの距離センサ1,3についても障害物までの距離を算出して高さを判定すると共に(ステップST13,ST14)、Cグループの距離センサ1,4についても障害物までの距離を算出して高さを判定する(ステップST15,ST16)。
なお、Aグループの処理(ステップST11,ST12)、Bグループの処理(ステップST13,ST14)、Cグループの処理(ステップST15,ST16)は、並列に実施してもよいし、順番に実施してもよい。
The obstacle detection device 10 calculates the distance to the obstacle for the distance sensors 1 and 3 of the B group as well as the A group, determines the height (steps ST13 and ST14), and the distance sensor of the C group. For 1 and 4, the distance to the obstacle is calculated to determine the height (steps ST15 and ST16).
The A group processing (steps ST11 and ST12), the B group processing (steps ST13 and ST14), and the C group processing (steps ST15 and ST16) may be performed in parallel or sequentially. Also good.

最後に、高さ判定部13が、A〜Cグループの各判定結果の多数決により、検知高さHaveより背の高い/低い障害物であると最終判定する(ステップST17)。   Finally, the height determination unit 13 finally determines that the obstacle is taller / lower than the detected height Have by the majority of the determination results of the groups A to C (step ST17).

なお、ステップST11,ST12の処理の代わりに、上記実施の形態2の図9のステップST1〜ST4の処理を実施して、Aグループの判定結果を得てもよい。B,Cグループについても同様である。   Instead of the processing of steps ST11 and ST12, the processing of steps ST1 to ST4 in FIG. 9 of the second embodiment may be performed to obtain the determination result of the A group. The same applies to the B and C groups.

以上より、実施の形態3によれば、高さ判定部13は、組み合わせを変えた複数組の距離センサ1〜4それぞれについて障害物の高さ判定を行い、当該複数組の判定結果の多数決によって最終的な高さ判定を行う構成にした。このため、高さ判定機能のロバスト性が向上する。   As described above, according to the third embodiment, the height determination unit 13 performs obstacle height determination for each of a plurality of sets of distance sensors 1 to 4 that have been changed in combination, and by majority determination of the determination results of the plurality of sets. The final height judgment is performed. For this reason, the robustness of the height determination function is improved.

実施の形態4.
上記実施の形態1〜3の障害物検知装置10において、使用する1組2個の距離センサの車両左右方向の設置間隔と、検知可能な障害物の幅(車両左右方向の長さ)とは概ね同一である。よって、壁、縁石などの障害物は幅が広いので、例えば図2の車両100の左右方向の設置間隔が狭い距離センサ1a,2aを使用した場合はもちろん、設置間隔が広い距離センサ1a,4aを使用した場合にも高さ判定が可能である。このように、障害物検知装置10は、従来の車両100に設置されている1組2個のコーナセンサ(例えば、図2の距離センサ1a,4a)を利用して、壁、縁石などの幅の広い障害物の高さを判定できる。
Embodiment 4 FIG.
In the obstacle detection device 10 according to the first to third embodiments, the installation distance in the vehicle left-right direction of the set of two distance sensors to be used and the width of the detectable obstacle (length in the vehicle left-right direction) are: It is almost the same. Therefore, since obstacles such as walls and curbs are wide, for example, when distance sensors 1a and 2a having a narrow installation interval in the left-right direction of vehicle 100 in FIG. 2 are used, distance sensors 1a and 4a having a wide installation interval are used. The height can also be determined when using. As described above, the obstacle detection device 10 uses a set of two corner sensors (for example, the distance sensors 1a and 4a in FIG. 2) installed in the conventional vehicle 100, and the width of walls, curbs, and the like. The height of a wide obstacle can be determined.

一方、ポールのような幅の狭い障害物は、距離センサ1a,4aの超音波照射エリア外にあると検知できず、正しく高さを判定できない。
そこで、実施の形態4に係る障害物検知装置10では、コーナセンサを使用して障害物の高さを判定する場合に、事前にその障害物の幅を確認する。
On the other hand, a narrow obstacle such as a pole cannot be detected if it is outside the ultrasonic irradiation area of the distance sensors 1a and 4a, and the height cannot be determined correctly.
Therefore, in the obstacle detection device 10 according to the fourth embodiment, when the height of an obstacle is determined using a corner sensor, the width of the obstacle is confirmed in advance.

図11は、実施の形態4に係る障害物検知装置10の構成を示すブロック図である。実施の形態4の障害物検知装置10は、新たに幅判定部15を備え、障害物の幅が車両100の幅より広いか狭いか、即ち、高さ判定部13において正しく高さ判定できる障害物か否かを判定する。
なお、図11において図1〜図10と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the obstacle detection apparatus 10 according to the fourth embodiment. The obstacle detection device 10 according to the fourth embodiment further includes a width determination unit 15, and the obstacle whose width is wider or narrower than the width of the vehicle 100, that is, the height that can be correctly determined by the height determination unit 13. Determine if it is an object.
In FIG. 11, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

幅判定部15は、車両100に設置されている距離センサ1〜4のうち、高さ方向の設置位置および奥行き方向の設置位置が同じであって、左右方向の設置間隔が最も広い2個の距離センサ(例えば、図2に示す距離センサ1a,4a)について、距離センサから障害物までの距離情報を距離計測部12から取得する。幅判定部15は、この2個の距離センサから障害物までの距離が同じ場合、この2個の距離センサの左右方向の設置間隔より幅の広い障害物であると判定し、この障害物の高さ判定を行うよう高さ判定部13に指示する。一方、距離が同じでない場合、幅判定部15は、この2個の距離センサの左右方向の設置間隔より幅の狭い障害物であると判定し、この障害物の高さ判定を行わないよう(または、上記実施の形態1〜3以外の方法で高さ判定を行うよう)、高さ判定部13に指示する。   Of the distance sensors 1 to 4 installed in the vehicle 100, the width determination unit 15 has the same installation position in the height direction and installation position in the depth direction, and has the widest installation interval in the left-right direction. For distance sensors (for example, distance sensors 1a and 4a shown in FIG. 2), distance information from the distance sensor to the obstacle is acquired from the distance measuring unit 12. If the distance from the two distance sensors to the obstacle is the same, the width determination unit 15 determines that the obstacle is wider than the installation distance in the left-right direction of the two distance sensors. The height determination unit 13 is instructed to perform the height determination. On the other hand, when the distances are not the same, the width determination unit 15 determines that the obstacle is narrower than the installation interval in the left-right direction of the two distance sensors, and does not perform the height determination of the obstacle ( Alternatively, the height determination unit 13 is instructed to perform the height determination by a method other than those in the first to third embodiments.

以上より、実施の形態4によれば、障害物検知装置10は、距離センサ1〜4のうち、車両100の前後(奥行き)および高さ方向の設置位置が同じであって左右方向の設置位置が最も離れている2個について、距離計測部12が計測した距離が同じ場合に、高さ判定部13に高さ判定を行わせる指示を出す幅判定部15を備える構成にした。このため、高さ判定の信頼性が向上する。   As described above, according to the fourth embodiment, the obstacle detection device 10 has the same installation position in the front-rear (depth) and height directions of the vehicle 100 among the distance sensors 1 to 4 and the installation position in the left-right direction. When the distance measured by the distance measuring unit 12 is the same for the two most distant from each other, the width determining unit 15 is configured to issue an instruction to cause the height determining unit 13 to perform height determination. For this reason, the reliability of height determination improves.

なお、幅判定部15は、2個の距離センサから障害物までの距離が厳密に同じか否かを判定する必要はなく、当該2個の距離センサの検出誤差、奥行き方向の設置位置の違い等を考慮した閾値を用いて距離が同じとみなせるか否かを判定してもよい。   The width determination unit 15 does not need to determine whether or not the distances from the two distance sensors to the obstacle are exactly the same, and the difference in detection error between the two distance sensors and the installation position in the depth direction. It may be determined whether or not the distances can be regarded as the same using a threshold value in consideration of the above.

上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In addition to the above, within the scope of the present invention, the present invention can be freely combined with each embodiment, modified any component of each embodiment, or omitted any component in each embodiment. Is possible.

1〜4,1a〜4a,1b〜4b,1c〜4c 距離センサ、10 障害物検知装置、11 送受信部、12 距離計測部、13 高さ判定部、14 制御部、15 幅判定部、 81,82 超音波放射エリア、90 壁、91 縁石、100 車両、101 車両アクチュエータ、102 警報出力装置。   1-4, 1a-4a, 1b-4b, 1c-4c Distance sensor, 10 Obstacle detection device, 11 Transmission / reception unit, 12 Distance measurement unit, 13 Height determination unit, 14 Control unit, 15 Width determination unit, 81, 82 Ultrasonic radiation area, 90 walls, 91 curb, 100 vehicle, 101 vehicle actuator, 102 alarm output device.

Claims (5)

車両に設置された2個以上の距離センサと、
前記距離センサを駆動して探査波を送信し、障害物で反射した反射波を受信する送受信部と、
前記送受信部の送受信結果に基づいて前記距離センサから前記障害物までの距離を計測する距離計測部と、
前記2個以上の距離センサのうち、前記車両の前後あるいは高さ方向の少なくとも1方向の設置位置が異なる任意の2個について、前記距離計測部が計測した距離の差の絶対値が閾値より大きければ相対的に低い障害物と判定し、当該距離の差の絶対値が前記閾値以下であれば相対的に高い障害物と判定する高さ判定部と
前記2個以上の距離センサのうち、前記車両の前後および高さ方向の設置位置が同じであって左右方向の設置位置が最も離れている2個について、前記距離計測部が計測した距離が同じ場合に、前記高さ判定部に高さ判定を行わせる指示を出す幅判定部とを備え、
前記高さ判定部は、前記幅判定部からの指示に従って判定を行うことを特徴とする障害物検知装置。
Two or more distance sensors installed in the vehicle;
A transmission / reception unit that drives the distance sensor to transmit an exploration wave and receives a reflected wave reflected by an obstacle; and
A distance measurement unit that measures a distance from the distance sensor to the obstacle based on a transmission / reception result of the transmission / reception unit;
Of the two or more distance sensors, the absolute value of the difference between the distances measured by the distance measurement unit is greater than a threshold value for any two of the two or more distance sensors having different installation positions in the front-rear direction or the height direction. A height determination unit that determines that the obstacle is relatively low, and determines that the obstacle is relatively high if the absolute value of the difference in distance is equal to or less than the threshold value ;
Of the two or more distance sensors, the distance measured by the distance measuring unit is the same for two of the two vehicles having the same installation position in the front-rear and height directions of the vehicle and having the left-right installation position farthest apart. A width determination unit that issues an instruction to cause the height determination unit to perform height determination.
The obstacle detection device, wherein the height determination unit performs determination according to an instruction from the width determination unit.
前記高さ判定部は、前記任意の2個の距離センサについて前記障害物の高さ判定を繰り返し、同じ判定結果が所定回数連続した場合に当該判定結果を採用することを特徴とする請求項1記載の障害物検知装置。   The height determination unit repeats the obstacle height determination for the two arbitrary distance sensors, and adopts the determination result when the same determination result continues a predetermined number of times. The obstacle detection device described. 前記高さ判定部は、前記任意の2個の距離センサの組み合わせを変えた複数組それぞれについて前記障害物の高さ判定を行い、当該複数組の判定結果の多数決によって最終的な高さ判定を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の障害物検知装置。   The height determination unit performs a height determination of the obstacle for each of a plurality of sets obtained by changing the combination of the arbitrary two distance sensors, and performs a final height determination by majority of the determination results of the plurality of sets. The obstacle detection device according to claim 1, wherein the obstacle detection device is performed. 前記高さ判定部の判定結果に応じて、前記車両の制御あるいは警報出力を行う制御部を備えることを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか1項記載の障害物検知装置。 The obstacle detection device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a control unit that controls the vehicle or outputs an alarm according to a determination result of the height determination unit. . 前記距離センサは、超音波式、レーザ式あるいはレーダ式であることを特徴とする請求項1から請求項のうちのいずれか1項記載の障害物検知装置。 The obstacle detection device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the distance sensor is an ultrasonic type, a laser type, or a radar type.
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