JP6289338B2 - 物体検知装置、車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両周辺の物体を検知する物体検知装置及びその物体検知装置で検知された物体との衝突を回避するように車両を制御する車両制御装置に関する。

超音波センサを用いて車両周辺の物体を検知する技術において、壁などの衝突する可能性のある高い物体（検知対象物）だけでなく、路面付近の段差など、衝突する可能性のない低い物体（非検知対象物）も検知してしまうことがある。非検知対象物を検知すると例えば不要に警告してしまう。

こうした問題の対策として、従来、検知した物体が高い物体か低い物体かを判定する技術がいくつか提案されている（例えば特許文献１参照）。例えば特許文献１では、発信した超音波に対する複数の反響信号（反射波）の分散幅に基づいて、奥行方向に複数の物体が存在する場面における手前に存在する物体が、衝突をもたらさない高さを有する縁石か、駐車スペースの奥行限度を定める壁かを判別する技術を提案している。

特開２０１０−１９７３５１号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、手前に存在する縁石などの低い物体を判別するためには、奥側に別の物体が存在しないと、その判別を行うことができない。つまり、特許文献１の技術では、単独で存在する物体が検知対象物であるか否かを判定することができないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、物体が単独で存在する場合であっても、検知した物体が検知対象物である可能性が高いか否かを判定できる物体検知装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の物体検知装置は、車両に搭載され、
前記車両の周辺に物体検知用の波を送信し、その波が物体で反射して形成された反射波を受信する送受信手段と、
前記物体検知用の波が路面付近よりも高い位置に存在する検知対象物で反射した場合における前記反射波の理論上の強度である理論反射強度を記憶する強度記憶手段と、
前記送受信手段が受信した実際の前記反射波の強度である実反射強度と、前記強度記憶手段に記憶された前記理論反射強度との誤差を算出する誤差算出手段と、
前記誤差算出手段が算出した前記誤差に基づいて、検知した物体が前記検知対象物であることの確からしさを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、検知対象物における反射波の理論上の強度（理論反射強度）と実際の反射波の強度（実反射強度）との誤差を算出する。この誤差は、検知した物体が、路面付近よりも高い位置に存在する検知対象物か路面付近に存在する非検知対象物かによって変わってくる。本発明では、この誤差に基づいて検知した物体が検知対象物であることの確からしさを判定するので、物体が単独で存在する場合であっても、検知した物体が検知対象物である可能性が高いか否かを判定できる。

車両制御装置の構成を示したブロック図である。 超音波センサの搭載位置を説明する図である。 物体との距離と反射波の反射強度の関係を例示した図である。 物体との角度と反射波の反射強度の関係を例示した図である。 超音波センサの正面方向に対する物体の水平方向における角度を示した図である。 ＥＣＵが実行する処理のフローチャートである。 図６のＳ１２の詳細のフローチャートである。 超音波センサで受信される反射波信号を例示した図である。 図７のＳ２３で設定する閾値と距離との関係を例示した図である。 センサごとの物体高さのレベル判定結果を例示した図である。 第１実施形態における図６のＳ１３の詳細のフローチャートである。 直接検知センサ、間接検知センサ、及び検知した物体を上から見た図である。 低い物体、超音波センサ及び超音波センサから送信された超音波（超音波の範囲）を側面方向から見た図である。 高い物体、低い物体のそれぞれにおける超音波センサ、物体間の超音波の最短経路を示した図である。 反射強度の理論誤差に対して設定した複数の閾値を示した図である。 図６のＳ１５の詳細のフローチャートである。 図６のＳ１６の詳細のフローチャートである。 第２実施形態における図６のＳ１３の詳細のフローチャートである。 直接検知センサ、間接検知センサと物体との角度を示した図である。 第２実施形態を説明するための、距離に対する理論上の反射強度のラインを示した図である。 第２実施形態を説明するための、角度に対する理論上の反射強度のラインを示した図である。 図６のＳ１５及びＳ１６の処理に代えて実行される、第３実施形態のフローチャートである。 検知した物体が検知対象物か非検知対象物かを判定するための閾値（第１レベル、第２レベル）を示した図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の車両制御装置１の構成を示したブロック図である。なお、車両制御装置１が本発明の物体検知装置及び車両制御装置に相当する。その車両制御装置１は、図２に示す車両１０に搭載されている。車両制御装置１は、図１に示すように、車両１０の駆動力を生成する駆動力制御部４と、車両１０を減速又は停止させるブレーキ５（制動装置）とに接続されて、それら駆動力制御部４、ブレーキ５の動作を制御可能に構成される。車両制御装置１は、超音波センサ３と、その超音波センサ３と接続したＥＣＵ２とを備えている。なお、駆動力制御部４は具体的には例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関であったり、電気自動車、ハイブリッド車におけるモータであったりする。

超音波センサ３は、車両１０の外面における複数箇所に搭載されている。図２は、超音波センサ３の搭載位置を説明する図であり、車両１０を上から見た図を示している。図２に示すように、超音波センサ３として、車両１０のフロント面１０１（例えば前部バンパー）、リヤ面１０２（例えば後部バンパー）にそれぞれ４つの超音波センサ３１〜３４、３５〜３８が左右に並ぶ形で搭載されている。詳しくは、フロント面１０１の両コーナ部にはコーナセンサ３１、３２が搭載され、フロント面１０１における車両中心線１０３と各コーナ部の間にはセンタセンサ３３、３４が搭載されている。同様に、リヤ面１０２の両コーナ部及び、車両中心線１０３と各コーナ部の間にはそれぞれコーナセンサ３５、３６及びセンタセンサ３７、３８が搭載されている。なお、超音波センサ３は、図２に例示する搭載数、搭載箇所以外の搭載数、搭載箇所（例えば車両１０の側面）であっても良い。また、各超音波センサ３１〜３８の搭載高さは、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。

各超音波センサ３は、周囲に所定周波数（例えば６６ｋＨｚなど）の超音波（物体検知用の波）を所定間隔おき（例えば１００ミリ秒おき）に送信し、その超音波が物体で反射して形成された反射波を受信して、その反射波に基づき物体までの距離を演算する測距センサである。フロント面１０１に搭載された超音波センサ３１〜３４の物体検知範囲（超音波送信範囲）は車両１０の前方の例えば各センサから数ｍ〜数十ｍの範囲に設定されている。リヤ面１０２に搭載された超音波センサ３５〜３８は、車両１０の後方の例えば各センサから数ｍ〜数十ｍの範囲に設定されている。

超音波センサ３は、超音波の送受信を行うマイク、そのマイクを駆動したり、物体の検知や距離の演算を行ったりする制御回路、シリアル通信線を介してＥＣＵ２と通信を行う通信回路によって構成される。制御回路は、マイクで受信された受波信号（反射波の信号）対して増幅やフィルタリング処理を施し、予め設定された閾値電圧レベルと比較する。制御回路は、その比較の結果、受波信号の電圧レベルが閾値電圧レベルより大きい場合には、超音波の送信開始時から反射波を受信するまでの所要時間と、超音波の速度（音速）とに基づいて、車両１０（超音波センサ３）から物体までの距離を演算する。その距離情報及び反射波の電圧レベルを含む物体検知情報は、通信回路により、ＥＣＵ２に送られる。なお、物体までの距離の演算はＥＣＵ２が行うようにしても良い。

なお、各超音波センサ３は、自己が送信した超音波の反射波を受信するだけでなく、対になる別の超音波センサ３から送信された超音波の反射波を受信して、物体の検知を行うように制御することができるようになっている。このようにすることで、超音波の送信と受信とを異なる超音波センサ３で担うことができる。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されたマイコンを主体として構成されている。ＥＣＵ２は、超音波センサ３の作動を制御するとともに、超音波センサ３から入力される物体検知情報に基づいて、検知した物体が、車両１０が衝突する可能性のある高い物体（検知対象物）か、衝突する可能性のない低い物体（非検知対象物）かを判定する物体判定処理を実行する。また、ＥＣＵ２は、物体判定処理の結果に基づいて、車両１０と物体との衝突を回避するための衝突回避処理を実行する。ＥＣＵ２が実行する処理（物体判定処理、衝突回避処理）の詳細は後述する。

ここで、本実施形態における検知対象物は、車体に衝突する可能性のある、路面付近よりも高い位置に存在する物体を言い、具体的には例えば車両１０のバンパー以上の高さを有する壁などの物体を言う。一方、非検知対象物は、路面付近に存在する、車両１０が乗り越えることができる高さの物体を言い、具体的には例えば車両１０のバンパーよりも低い縁石、輪どめ、段差などの物体を言う。

また、ＥＣＵ２は、ＥＣＵ２が実行する処理のプログラム等の各種情報を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ２１を備えている。そのメモリ２１には、図３に例示する、物体までの距離と反射波の強度（反射強度、波高値）の関係６１が記憶されている。この関係６１は、超音波センサ３から送信された超音波が通常の高さを有する物体、つまり壁などの検知対象物で反射した場合における、各検知距離に対する理論上の反射強度を示している。また、関係６１は、例えば、超音波センサ３の正面に物体が存在する場合における検知距離と反射強度の関係を示している。さらに、関係６１における反射強度は、超音波センサ３で受信される反射波の利得（受波利得）（単位：デシベル）である。

この関係６１で示されるように、理論上、物体までの距離が小さくなるほど反射強度が大きくなる。これは、物体までの距離が大きいと超音波センサ３から送信された超音波が物体に当たりにくくなったり、超音波が路面で反射するなどして反射波が複雑になったりするのに対し、物体までの距離が近いと、超音波センサ３から送信された超音波が物体に直接当たりやすくなるためである。

また、メモリ２１には、図４に例示する、物体との角度θと反射強度（波高値）の関係６３が記憶されている。この関係６３は、超音波センサ３の水平方向における反射波の利得（受波利得）（単位：デシベル）、つまり水平方向における受波指向性を示している。図４の角度θは、図５に示すように超音波センサ３の正面方向に対する物体の水平方向における角度を示している。また、関係６３は、超音波センサ３の正面方向（θ＝０°）の反射強度を基準（ゼロデシベル）としたときの、各θにおける反射強度を利得（デシベル）としてあらわしている。なお、関係６３は、超音波センサ３から送信された超音波が通常の高さを有する物体、つまり壁などの検知対象物で反射した場合における、各角度θに対する理論上の反射強度に相当する。

この関係６３で示されるように、反射強度（受波利得）は、物体が超音波センサ３の正面方向に存在するときが最も高くなっており、正面方向からずれるにしたがって次第に小さくなっていく。つまり、関係６３は、正面方向を最高点として上に凸の放物線状となっている。

メモリ２１には、マップとして、又は理論計算式として、図３、図４に示す関係６１、６３が記憶されている。

次に、ＥＣＵ２が実行する処理（物体判定処理、衝突回避処理）の詳細を説明する。図６は、ＥＣＵ２が実行する処理のフローチャートを示している。図６の処理は、駆動力制御部４の始動後、所定条件の成立時（例えば、物体検知モードを作動させるスイッチの操作時）に開始され、以降、所定周期で繰り返し実行される。

図６の処理を開始すると、ＥＣＵ２は、先ず、超音波センサ３に対し、超音波の送信及び反射波の受信を指示する（Ｓ１１）。ここで、例えば車両１０が前進している場合にはフロント面１０１の４つの超音波センサ３１〜３４に対し超音波の送受信を指示し、車両１０が後進している場合にはリヤ面１０２の４つの超音波センサ３５〜３８に対し超音波の送受信を指示する。また、超音波を送信させる複数の超音波センサ３間で時間をずらして一つの超音波センサ３ずつ順番に、超音波の送受信を行わせる。さらに、複数の超音波センサ３の中で、隣り同士に位置する２つの超音波センサ３の組を設定する。そして、設定した組の２つの超音波センサ３のうち一方を超音波の送信及び反射波の受信を行う直接検知センサ、他方を直接検知センサが送信した超音波の反射波を受信する間接検知センサとして用いる。

フロント面１０１の４つの超音波センサ３１〜３４を例に挙げると、例えば、車両中心線１０３より左側に位置する超音波センサ３１、３３の組と、車両中心線１０３より右側に位置する超音波センサ３２、３４の組の２組を設定する。そして、超音波センサ３１〜３４間で左側から１つずつ順番に超音波を送信させたとした場合、超音波センサ３１が超音波を送信する時には、超音波センサ３１を直接検知センサ、超音波センサ３３を間接検知センサとして用いる。また、超音波センサ３３が超音波を送信する時には、超音波センサ３３を直接検知センサ、超音波センサ３１を間接検知センサとして用いる。また、超音波センサ３４が超音波を送信する時には、超音波センサ３４を直接検知センサ、超音波センサ３２を間接検知センサとして用いる。また、超音波センサ３２が超音波を送信する時には、超音波センサ３２を直接検知センサ、超音波センサ３４を間接検知センサとして用いる。

なお、直接検知センサ、間接検知センサの組は、同一の車体面（フロント面１０１又はリヤ面１０２）に配置された複数の超音波センサ３の中からどのように設定しても良く、隣り同士に位置しない２つの超音波センサ３（例えば、超音波センサ３１と超音波センサ３４）を、直接検知センサ、間接検知センサの組に設定しても良い。Ｓ１１では、間接検知センサに設定された超音波センサ３も、受信した反射波信号を含む物体検知情報をＥＣＵ２に送る。

次に、各超音波センサ３からの物体検知情報を受信して、その物体検知情報から得られる反射強度の絶対値に基づいて、検知した物体の高さのレベル判定を行う（Ｓ１２）。なお、いずれの超音波センサ３からも、物体を検知したことを示す物体検知情報の入力が無い場合（反射波の電圧レベルが閾値電圧レベルより小さい場合）には、物体非検知として、Ｓ１１の処理を繰り返す。

図７は、Ｓ１２の詳細のフローチャートを示している。図７の処理は、物体を検知した超音波センサ３ごと（各超音波センサ３が検知した物体検知情報ごと）に実行される。図７の処理では、先ず、超音波センサ３から入力された物体検知情報に含まれる反射波信号に基づいて、該反射波の反射強度（反射波のピーク値（波高値））を求める（Ｓ２１）。ここで、図８は、超音波センサ３で受信される反射波信号を例示した図である。なお、図８において、横軸は超音波を送信してからの時間を示し、縦軸は、反射波のパルス信号を包絡線検波した後の信号の電圧値を示している。Ｓ２１では、図８に示すように、反射波のピーク点９１における電圧値を反射強度として求める。なお、反射波の正側のピーク点９１と負側のピーク点（図示外）との差分を、反射強度として求めても良い。

次に、超音波センサ３と物体との距離を取得する（Ｓ２２）。超音波センサ３が距離を演算する構成の場合には、Ｓ２２では、超音波センサ３から送られてくる物体検知情報に含まれた検知距離を取得する。また、ＥＣＵ２が検知距離を演算する構成の場合には、Ｓ２２では、物体検知情報に含まれた反射波信号に基づいて物体との距離を演算する。

次に、検知した物体の高さのレベル判定をするための反射強度の閾値を設定する（Ｓ２３）。具体的には、図８に示すように、図８の縦軸方向に値が異なる複数の閾値２０１〜２０６を設定する。なお、図８では、６つの閾値２０１〜２０６を示しているが、閾値の個数は６つ以外の複数個であっても良いし、１つであっても良い。これら閾値２０１〜２０６は、値が大きいほど、検知した物体が、検知対象物としての高さを有することの確からしさ（信頼度）が高いことを示している。本実施形態では、閾値２０１、２０２の間の領域（図８の車線ハッチングの領域）が、検知した物体が高いか低いか（検知対象物か非検知対象物か）をどちらとも言えないレベル（＝０）であることを示している。

また、閾値２０１より大きい領域は、検知した物体が検知対象物の可能性が高いことを示している。具体的には、閾値２０１、２０３の間の領域は、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性が高いことを示したレベル（＝＋１）の領域である。また、閾値２０３、２０４の間の領域は、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性がより高いことを示したレベル（＝＋２）の領域である。また、閾値２０４より大きい領域は、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性がかなり高いことを示したレベル（＝＋３）の領域である。

また、閾値２０２より小さい領域は、検知した物体が検知対象物の可能性が低いこと、つまり非検知対象物の可能性が高いことを示している。具体的には、閾値２０２、２０５の間の領域は、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性が低い（非検知対象物の高さしか有さない可能性が高い）ことを示したレベル（＝−１）の領域である。また、閾値２０５、２０６の間の領域は、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性がより低い（非検知対象物の高さしか有さない可能性がより高い）ことを示したレベル（＝−２）の領域である。また、閾値２０６以下の領域（閾値２０６と横軸の間の領域）は、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性がかなり低い（非検知対象物の高さしか有さない可能性がかなり高い）ことを示したレベル（＝−３）の領域である。

さらに、Ｓ２３では、Ｓ２２で取得した距離に応じて、設定する閾値を変化させる。具体的には、反射波は、物体と超音波センサ３間の領域における温湿度の影響を受けて、ばらつく。このばらつきは、物体と超音波センサ３間の距離が大きいほど、大きくなる。そこで、このばらつきの影響を抑制するために、例えば、図９に示すように、物体との距離が大きいほど、閾値を大きくする。どの程度閾値を大きくするかは、温湿度の影響による反射波のばらつき分だけ大きくする。図８の例では、物体との距離が大きいほど、６つの閾値２０１〜２０６の全てを大きくする。これによれば、物体との距離が大きい場合には、温湿度の影響による反射波のばらつき分を上乗せした閾値が設定されるので、距離が小さい場合と同等の条件で、検知した物体の高さを判定することができる。つまり、温湿度の影響で物体高さの誤判定を抑制できる。

なお、温湿度の影響を考えないとすると、物体が高い場合では、距離が小さいほど反射強度が大きくなる（図３の関係６１参照）。そこで、Ｓ２３では、距離変化による反射強度の変化のほうが、温湿度の影響によるばらつきよりも大きい場合には、図９の反対の傾向、つまり距離が小さいほど閾値を大きくするようにしても良い。これによって、距離変化による反射強度の変化を考慮した物体高さのレベル判定を行うことができる。また、Ｓ２３では、距離変化による反射強度の変化や温湿度の影響によるばらつきが小さい場合には、物体との距離にかかわらず閾値を一定としても良い。

次に、Ｓ２１で取得した反射強度の絶対値（反射強度そのもの）が、Ｓ２３で設定した複数の閾値のどの領域に属しているかに基づいて、検知した物体の高さのレベル判定を行う（Ｓ２４）。図８の例では、ピーク点９１（反射強度）が、閾値２０１〜２０６で区分される複数の領域のうちどの領域に属しているかを判定する。この場合、ピーク点９１は、閾値２０３、２０４間の領域に属しているとして、検知した物体の高さのレベルが＋２であると判定する。このように、Ｓ２４では、反射強度の絶対値が大きいほど、検知した物体が検知対象物としての高さを有することの確からしさ（レベル）を高くする。このようにするのは、物体が高いほど、超音波センサ３から送信された超音波が物体に当たりやすくなり、反射強度が大きくなるためである。なお、本発明における反射強度の「絶対値」とは、後述する理論上の反射強度と実際の反射強度との相対比較に基づいてレベル判定を行う手法に対する意味の絶対値（相対値に対する意味の絶対値）として用いている。

図１０は、４つの超音波センサ３が物体を検知したとして、各超音波センサ３（図１０では、センサ「１」、センサ「２」、センサ「３」、センサ「４」と示す）ごとに判定した物体高さのレベル判定の結果を例示している。図１０では、図７の処理によるレベル判定を「絶対値判定」とし、後述する図１１の処理によるレベル判定を「理論誤差判定」としている。図１０の例では、絶対値判定の結果として、センサ「１」は＋２、センサ「２」は＋１、センサ「３」は０、センサ「４」は＋１となっている。ＥＣＵ２は、各センサの判定結果を、図１０の表のように各センサごとに区分してメモリ２１に記憶しておく。Ｓ２４の処理の後、図７のフローチャートの処理を終了して、図６の処理に戻る。

図６の処理に戻り、次に、各超音波センサ３から得られる反射波の実際の反射強度（実反射強度）と、反射波の理論上の反射強度（理論反射強度）との誤差である理論誤差に基づいて、検知した物体の高さのレベル判定を行う（Ｓ１３）。図１１は、Ｓ１３の詳細のフローチャートを示している。図１１の処理は、物体を検知した超音波センサ３ごとに実行される。

ここで、図１１の処理を説明する前に、理論誤差に基づいて物体高さのレベル判定を行う手法の基本的な考え方を説明する。図１３は、高さが低い物体、超音波センサ３及び超音波センサ３から送信された超音波７（超音波の範囲）を側面方向から見た図を示している。図１３では、物体が、超音波センサ３から比較的に離れた位置Ｐ１（遠方位置）にある場合と、超音波センサ３に近い位置Ｐ２（近傍位置）にある場合のそれぞれで、送信された超音波７と物体との位置関係を示している。図１３に示すように、物体が遠方位置Ｐ１にある場合には、物体に超音波７が当たりやすくなっているのに対し、物体が近傍位置Ｐ２にある場合には、超音波７が物体に当たりにくくなる。

よって、図３の破線のライン６２で示すように、低い物体の場合には、物体との距離が比較的に大きい領域では、高い物体のライン６１と同様に、距離が小さくなるにしたがった次第に反射強度が大きくなる。ただし、低い物体の反射強度（ライン６２）は、高い物体の反射強度（ライン６１）よりも小さくなる。また、低い物体の場合には、物体との距離が小さい領域では、図１３で説明したように超音波が物体に当たりにくくなるので、距離が小さくなるにしたがって次第に反射強度が小さくなる。

つまり、物体の高さに応じて、検知距離に対する反射強度の特性が変わり、具体的には、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性（確からしさ）が高いほど、理論上の反射強度のライン６１に近づく。ただし、図３のライン６１は、物体が超音波センサ３の正面方向に存在する場合の反射強度を示し、高い物体であっても超音波センサ３の正面方向以外の方向に存在する場合には、ライン６１からずれてくる。

そこで、距離だけでなく、物体との角度も考慮して、物体高さのレベル判定を行う。具体的に説明すると、図１４は、超音波センサ３と物体とを側面方向から見た図であり、上側に、超音波センサ３が送信した超音波が高い物体に当たった場合における超音波センサ３、物体間の超音波の最短経路を示し、下側に、超音波が低い物体に当たった場合における超音波センサ３、物体間の超音波の最短経路を示している。図１４に示すように、同じ位置にあったとしても、検知した物体が低い場合には、高い場合に比べて、超音波センサ３から送信された超音波が、反射波として超音波センサ３に受信されるまでに移動する経路において超音波センサ３の正面に対して垂直方向に角度がつく。物体との角度（水平方向の角度）は、後述するように物体との距離に基づいて算出されるが、垂直方向に角度がつくと、角度がつかない場合から検知距離が変わってしまい、検知距離が変わることで、算出される角度も変わってくる。このことは、低い物体における角度に対する反射強度は、図４に示すライン６３に対して誤差が生じることを意味する。つまり、物体の高さに応じて、角度に対する反射強度の特性が変わり、具体的には、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性（確からしさ）が高いほど、理論上の反射強度のライン６３に近づく。

そこで、図１１の処理では、距離に対する理論上のライン６１（図３参照）及び角度に対する理論上のライン６３（図４参照）における反射強度（理論反射強度）に対する、実際の反射強度（実反射強度）の誤差に基づいて、物体高さのレベル判定を行っている。以下、図１１の処理の詳細を説明する。

図１１の処理では、先ず、図７のＳ２１と同様にして、超音波センサ３が受信した反射波の強度を取得する（Ｓ３１）。ここでは、図７のＳ２１で取得した反射強度をそのまま用いればよい。次に、図７のＳ２２と同様にして、物体を検知した超音波センサ３と物体との距離を取得する（Ｓ３２）。ここでは、図７のＳ２２で取得した距離をそのまま用いれば良い。

次に、物体を検知した超音波センサ３の正面方向に対する物体の水平方向における角度を求める（Ｓ３３）。ここで、図１２は、この角度の算出方法を説明する図であり、詳しくは、直接検知センサ３ａ、間接検知センサ３ｂ、及び検知した物体を上から見た図を示している。Ｓ３３では、検知された物体と直線検知センサ３ａ、間接検知センサ３ｂとの距離、及び直接検知センサ３ａ、間接検知センサ３ｂ間の距離を用いた三角法の演算処理に基づいて、物体の角度θを算出する。

図１２の例では、直線検知センサ３ａと物体との距離ａｂを、直線検知センサ３ａが超音波を送信した時点から直線検知センサ３ａが反射波（直接波）を受信するまでの所要時間に基づいて、算出する。また、間接検知センサ３ｂと物体との距離ｂｃを、直線検知センサ３ａが超音波を送信した時点から間接検知センサ３ｂが反射波（間接波）を受信するまでの所要時間から換算されるａｂｃを経由する行程距離から、距離ａｂを差し引いた値として算出する。また、直線検知センサ３ａと間接検知センサ３ｂとの間の距離ａｃは、既定値として予めメモリ２１に記憶されているものとする。直接検知センサ３ａ、間接検知センサ３ｂ及び物体を結ぶ三角形ａｃｂの三辺の長さが特定されることで、三角測量の要領で角ｂａｃの大きさが決まる。後は、角ｂａｃの大きさと、辺ａｃと直接検知センサ３ａの正面方向との成す角（略９０°）から、直線検知センサ３ａの正面方向に対する物体の水平方向における角度θを求めることができる。

図１１の説明に戻り、次に、前回の図１１の処理時にＳ３１で取得した反射強度と、今回の処理時にＳ３１で取得した反射強度との差異の程度を示す量（差異量）を算出する（Ｓ３４）。ここでは、差異量として例えば前回の反射強度の利得と今回の反射強度の利得の差（デシベル差）を算出する。具体的には、超音波センサ３から送られてくる反射波信号は電圧値であるので、これをデシベル差に換算する。すなわち、前回の反射強度（電圧値）をＶ１、今回の反射強度（電圧値）をＶ２とすると、これら電圧値Ｖ１、Ｖ２の比（＝Ｖ２／Ｖ１）を求める。そして、２０ｌｏｇ_１０（Ｖ２／Ｖ１）をデシベル差ΔＧとして算出する。

なお、図３において、破線のライン６２を、超音波センサ３が実際に受信した反射波の強度の、距離に対する変化を示しているとし、そのライン６２上における点３０１を前回の反射強度、点３０２を今回の反射強度とする。この場合、Ｓ３４では、点３０２における反射強度（デシベル）と、点３０１における反射強度（デシベル）との差分ＷｖｈｔＥｘｐを算出することを意味する。また、前回の図１１の処理時にＳ３３で取得した角度をθ１、今回の処理時にＳ３３で取得した角度をθ２としたとき、図３に示す差分ＷｖｈｔＥｘｐは、今回の角度θ２における実際の反射強度（図４の点３１０）と、前回の角度θ１における実際の反射強度（図４の点３０９）との差分でもある。

次に、物体との距離に対する前回及び今回の反射強度の理論上の差異量を算出する（Ｓ３５）。図３を例に挙げて、Ｓ３５の処理の詳細を説明する。前回の図１１の処理時にＳ３２で取得した距離をｄ１（図３参照）、今回の処理時にＳ３２で取得した距離をｄ２（図３参照）とする。Ｓ３５では、今回の距離ｄ２におけるライン６１上の点３０５の反射強度と、前回の距離ｄ１におけるライン６１上の点３０４の反射強度との差分（デシベル差）ＷｖｈｔＡｎｌｙ１を、距離に対する反射強度の理論上の差異量として算出する。なお、このライン６１（検知距離と理論上の反射強度との関係）は、上述したようにメモリ２１に記憶されている。

次に、物体との角度に対する前回及び今回の反射強度の理論上の差異量を算出する（Ｓ３６）。図４の例では、今回の角度θ２におけるライン６３上の点３０７の反射強度と、前回の角度θ１におけるライン６３上の点３０６の反射強度との差分（デシベル差）ＷｖｈｔＡｎｌｙ２を、角度に対する反射強度の理論上の差異量として算出する。なお、このライン６３（角度と理論上の反射強度との関係）は、上述したようにメモリ２１に記憶されている。

次に、Ｓ３４で算出した前回、今回の履歴（距離変化）に対する実際の反射強度変化（差異量）ＷｖｈｔＥｘｐと、Ｓ３５及びＳ３６で算出した履歴（距離変化）に対する理論上の反射強度変化（差異量）ＷｖｈｔＡｎｌｙ１、ＷｖｈｔＡｎｌｙ２との誤差を算出する（Ｓ３７）。つまり、ＷｖｈｔＥｘｐ−（ＷｖｈｔＡｎｌｙ１＋ＷｖｈｔＡｎｌｙ２）を算出する。なお、今回の実際の反射強度と理論上の反射強度との誤差を求めるのではなく、前回、今回の履歴（検知距離及び検知角度の履歴）に対する反射強度変化の誤差を求めているのは、以下の理由のためである。すなわち、図３、図４のライン６１、６３は、利得（デシベル）のラインであって、ある基準に対する相対値を示しているため、ライン６１、６３上の反射強度を評価するためには基準が必要なためである。本実施形態では、前回の反射強度を基準として、今回の実際の反射強度と理論上の反射強度との誤差を求めている。

次に、Ｓ３７で算出した誤差に基づいて、物体高さのレベル判定を行う（Ｓ３８）。具体的には、Ｓ３８では、先ず、図７のＳ２３と同様に、物体高さのレベルを区分する１又は複数の閾値を設定する。上述したように、検知した物体が検知対象物としての高さを有する可能性（確からしさ）が高いほど、理論上の反射強度のライン６１、６３に近づく、つまり、Ｓ３７の誤差が小さくなる。そこで、誤差が小さいほど、物体高さのレベルが高くなる閾値を設定する。

ここで、図１５は、誤差に対して設定した複数の閾値２１１〜２１６、及びレベルの値を例示している。図１５の例では、６つの閾値２１１〜２１６を示しているが、閾値の個数は６つ以外の複数個であっても良いし、１つであっても良い。これら閾値２１１〜２１６は値が小さいほど、検知した物体が、検知対象物としての高さを有することの確からしさ（信頼度）が高いことを示している。具体的には、図１５に示すレベルの値の意味は、図８の閾値２０１〜２０６で定まるレベルの値と同じである。なお、図７のＳ２３では距離に応じて閾値を変化させていたが（図９参照）、Ｓ３８では距離にかかわらず一定の閾値を設定する。距離が変わることによる反射波のばらつきを考慮したレベル判定は図７の処理で行っており、図１１の処理では行う必要がないためである。Ｓ３８では、閾値を設定した後、Ｓ３７で算出した誤差が閾値２１１〜２１６のどの領域に属しているかに基づいて、物体高さのレベル判定を行う。

図１０の「理論誤差判定」の列には、図１１の処理によるレベル判定の結果を例示している。図１０の例では、理論誤差判定の結果として、センサ「１」は＋１、センサ「２」は＋２、センサ「３」は＋２、センサ「４」は−１となっている。ＥＣＵ２は、各センサの判定結果を、図１０の表のように各センサごとに区分してメモリ２１に記憶しておく。Ｓ３８の処理の後、図１１のフローチャートの処理を終了して、図６の処理に戻る。

図６の処理に戻り、次に、Ｓ１２、Ｓ１３の判定結果をメモリ２１に蓄積する（Ｓ１４）。図１０の例に挙げてＳ１４の詳細を説明する。図１０の「合計」の列で示すように、Ｓ１４では、先ず、センサごとに、Ｓ１２で得られたレベルと、Ｓ１３で得られたレベルとの合計値を求める。求めたセンサごとの合計値を、前回のＳ１４の処理時に得られた前回までのセンサごとの履歴（図１０の履歴Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に加える。なお、図１０の履歴Ｘはセンサ「１」に対するレベル判定の履歴を示し、履歴Ｙはセンサ「２」に対するレベル判定の履歴を示し、履歴Ｚはセンサ「３」に対するレベル判定の履歴を示し、履歴Ｗはセンサ「４」に対するレベル判定の履歴を示している。

ここで、これら履歴Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗは、各時点で判定されたレベル値（Ｓ１２のレベル値とＳ１３のレベル値の合計値）の加算値、又は各時点のレベル値の平均値とする。このとき、平均値を採用する場合には、Ｓ１４では、物体との距離が小さいときに得られたレベル値ほど重みを大きくした重み付き平均値を履歴として算出する。例えば、距離が大きいときに得られたレベル値が＋３、距離が小さいときに得られたレベル値が＋２とし、距離が大きいときの重みを０．３、距離が小さいときの重みを０．７とすると、０．３×（＋３）＋０．７×（＋２）＝２．３を重み付き平均値として算出する。

物体との距離が大きいと、温湿度の影響による反射波（物体検知結果）のばらつきが大きくなるが、重み付き平均値を採用することで、各距離のレベル値を反映しつつ、温湿度の影響が大きい低信頼度の反射波から得られたレベル値の寄与を小さくでき、反対に、温湿度の影響が小さい高信頼度の反射波から得られたレベル値の寄与を大きくした履歴を得ることができる。つまり、信頼度が高い履歴が得られる。なお、物体との距離にかかわらず各時点のレベル値の重みを同じとした通常の平均値を採用しても良い。

Ｓ１４では、今回の時点における最新の履歴（レベル値の加算値又は平均値）を算出した後、この最新の履歴をセンサごとに区分してメモリ２１に記憶しておく。

次に、複数センサの検知結果に基づく物体高さの総合判定を行う（Ｓ１５）。すなわち、Ｓ１４で蓄積したセンサごとの履歴に基づいて、検知した物体が検知対象物の高さを有することの確からしさの最終的な判定を行う（Ｓ１５）。ここで、図１６は、Ｓ１５の詳細のフローチャートを示している。

図１６の処理では、先ず、今回の検知距離（図７のＳ２２や図１１のＳ３２で取得した距離）が予め定められた閾値より大きいか否かを判定することで、現在の場面が車両と物体とが離れている遠方場面か、車両と物体とが近い近傍場面かを判定する（Ｓ４１）。なお、遠方場面とは、温湿度の影響による反射波のばらつきが大きい、車両から離れた位置に物体が存在する場面をいい、例えば車両と物体との距離が１０ｍより大きい場面をいう。反対に、近傍場面とは、温湿度の影響による反射波のばらつきが小さい、車両に近い位置に物体が存在する場面をいい、例えば車両と物体との距離が１０ｍ未満の場面をいう。

現在の場面が遠方場面の場合には（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、Ｓ１４で蓄積した複数センサの履歴の全てが所定レベルより高いか否かを判定する（Ｓ４２）。この所定レベルは、検知した物体が検知対象物か非検知対象物かを区分する境界値に設定される。図１０の例では、全ての履歴Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗが所定レベルより高いか否かを判定する。

全ての履歴が所定レベルよりも高い場合、つまり、物体を検知した複数センサの検知結果の全てが、検知した物体が検知対象物の高さを有することの確からしさが高い検知結果である場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、検知した物体は高い物体であると判定、言い換えると、検知した物体が検知対象物であることの確からしさが高いと判定する（Ｓ４３）。つまり、検知した物体は、路面付近よりも高い位置に存在する検知対象物であると判定する（Ｓ４３）。

これに対し、複数センサの履歴のうち一つでも所定レベル未満の場合、つまり、物体を検知した複数センサの検知結果のうちの一つでも、検知した物体が検知対象物の高さを有することの確からしさが低い検知結果である場合には（Ｓ４２：Ｎｏ）、検知した物体は低い物体であると判定、言い換えると、検知した物体が検知対象物であることの確からしさが低いと判定する（Ｓ４４）。つまり、検知した物体は、路面付近に存在する非検知対象物であると判定する（Ｓ４４）。

このように、遠方場面の場合には、温湿度の影響によりセンサの検知結果（反射波）のばらつきが大きいこと、及び車両から離れた位置に物体が存在することに鑑みて、各センサの検知結果をＡＮＤ判定することで、物体の高低（最終的な確からしさ）を判定する。これによって、温湿度の影響で検知結果のばらつきが大きくなったとしても、物体高さが実際は低いにもかかわらず高いと誤判定してしまうのを抑制できる。

一方、Ｓ４１において現在の場面が近傍場面の場合には（Ｓ４１：Ｎｏ）、Ｓ１４で蓄積した複数センサの履歴の一つでも所定レベルより高いか否かを判定する（Ｓ４５）。この所定レベルは、Ｓ４２と同様に、検知した物体が検知対象物か非検知対象物かを区分する境界値に設定される。図１０の例では、履歴Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗのうち一つでも所定レベルより高いか否かを判定する。

複数センサの履歴のうち一つでも所定レベルより高い場合、つまり、物体を検知した複数センサの検知結果のうちの一つでも、検知した物体が検知対象物の高さを有することの確からしさが高い検知結果である場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、検知した物体は高い物体であると判定、言い換えると、検知した物体が検知対象物であることの確からしさが高いと判定する（Ｓ４６）。つまり、検知した物体は、路面付近よりも高い位置に存在する検知対象物であると判定する（Ｓ４６）。これに対し、複数センサの履歴の全てが所定レベル未満の場合、つまり、物体を検知した複数センサの検知結果の全てが、検知した物体が検知対象物の高さを有することの確からしさが低い検知結果である場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、検知した物体は低い物体であると判定、言い換えると、検知した物体が検知対象物であることの確からしさが低いと判定する（Ｓ４７）。つまり、検知した物体は、路面付近に存在する非検知対象物であると判定する（Ｓ４７）。

このように、近傍場面の場合には、温湿度の影響によりセンサの検知結果（反射波）のばらつきが小さいこと、及び車両から近い位置に物体が存在することに鑑みて、各センサの検知結果をＯＲ判定することで、物体の高低（最終的な確からしさ）を判定する。これによって、物体高さが実際は高いにもかかわらず低いと誤判定してしまうのを抑制でき、車両に近い位置に存在する検知対象物を確実に検知できる。Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４６、Ｓ４７の後、図１６のフローチャートの処理を終了して、図６の処理に戻る。

図６の処理に戻り、次に、Ｓ１５の判定結果に基づいて、検知した物体との衝突を回避するように車両を制御する処理を実行する（Ｓ１６）。ここで、図１７は、Ｓ１６の詳細のフローチャートを示している。図１７の処理では、先ず、Ｓ１５の判定結果に基づいて、検知した物体が高いか否かを判定する（Ｓ５１）。検知した物体が高い場合、つまり、図１６のＳ４３又はＳ４６で高いと判定した場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、駆動力制御部４（図１参照）による駆動力の生成を停止（内燃機関やモータの出力を停止）させるとともに、ブレーキ５（図１参照）を自動的に作動させる（Ｓ５２）。さらに、スピーカ（図示外）や表示器（図示外）で警告を行う。これによって、壁などの検知対象物に車両が衝突するのを回避できる。その後、図１７のフローチャートの処理を終了する。

一方、検知した物体が低い場合、つまり、図１６のＳ４４又はＳ４７で低いと判定した場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、検知した物体との衝突を回避するための車両制御（駆動力制御、ブレーキ制御）を実施しないことを決定する（Ｓ５３）。これによって、車両と物体とが衝突する可能性がないにもかかわらず、言い換えると、車両が低い段差等の物体を乗り越えられるにもかかわらず、ブレーキ５が自動的にかかってしまうのを回避できる。その後、図１７のフローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の超音波センサの検知結果を総合して最終的な物体高さを判定するので、その判定精度を向上できる。また、各時点で判定したレベル値の履歴に基づいて物体高さを判定するので、仮にある時点におけるレベル値の精度が悪かったとしても、物体高さを精度よく判定できる。また、物体が単独で存在する場合であっても物体高さを判定できる。

また、本実施形態では、反射強度の絶対値と、実際の反射強度と理論上の反射強度の誤差（理論誤差）の両方に基づいて物体高さを判定するので、その判定精度を向上できる。また、理論誤差に基づく物体高さ（レベル値）の判定では、物体との距離及び角度の両方を考慮しているので、物体がどの位置（距離、角度）にあったとしても、物体高さを精度よく判定できる。

また、図８、図１５では、反射強度の絶対値及び理論誤差のレベル判定において、物体が高いか低いかの２者択一ではなく、より多くのレベル（閾値）を設定しているので、物体高さが検知対象物としての高さを有することの確からしさを細密に判定できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心にして説明する。第１実施形態では、理論誤差による物体高さのレベル判定をするために、前回及び今回の履歴に対する反射強度変化を求めていた。本実施形態では、この履歴に対する反射強度変化に代えて又は加えて、直接検知センサ及び間接検知センサ間の反射強度変化を求める。以下、詳細に説明する。

本実施形態は、図６のＳ１３の処理が第１実施形態と異なっており、それ以外は第１実施形態と同じである。図１８は、図６のＳ１３の詳細のフローチャートである。この図１８の処理は、第１実施形態で説明した図１１の処理に代えて、又はこれに加えて実施される。図１１の処理に加えて図１８の処理を実行する場合には、図１１の処理を実行した後、図６の処理に戻らないで、続けて図１８の処理を実行すれば良い。

図１８の処理を開始すると、先ず、超音波センサ３が受信した反射波の強度を取得する（Ｓ６１）。詳しくは、第１実施形態と同様に複数の超音波センサ３の中から直接検知センサ及び間接検知センサの組を設定しているが、Ｓ６１では、直接検知センサが受信した反射波（直接波）の強度と、間接検知センサが受信した反射波（間接波）の強度の両方を取得する。

次に、直接検知センサと物体との距離及び間接検知センサと物体との距離を求める（Ｓ６２）。これら距離は、図１１のＳ３３と同様の方法で算出すれば良い。すなわち、直接検知センサと物体との距離は、直線検知センサが超音波を送信した時点から直線検知センサが反射波（直接波）を受信するまでの所要時間に基づいて、算出する。間接検知センサと物体との距離は、直線検知センサが超音波を送信した時点から間接検知センサが反射波（間接波）を受信するまでの所要時間から換算される行程距離から、直接検知センサと物体との距離を差し引いた値として算出する。

次に、直接検知センサ、間接検知センサの各正面方向に対する物体の水平方向における角度θ３、θ４（図１９参照）を求める（Ｓ６３）。ここで、図１９は、この角度の算出方法を説明する図であり、詳しくは、直接検知センサ３ａ、間接検知センサ３ｂ、及び検知した物体を上から見た図を示している。これら角度θ３、θ４は、図１１のＳ３３と同様の方法で算出すれば良い。すなわち、Ｓ６２で求めた直接検知センサ３ａと物体との距離ａｂ、間接検知センサ３ｂと物体との距離ｂｃ、及び直接検知センサ３ａ、間接検知センサ３ｂ間の距離ａｃに基づいて、角ｂａｃ及び角ｂｃａの大きさを求める。そして、角ｂａｃの大きさと、辺ａｃと直接検知センサ３ａの正面方向との成す角から、直線検知センサ３ａの正面方向に対する物体の水平方向における角度θ３を求める。同様に、角ｂｃａの大きさと、辺ａｃと間接検知センサ３ｂの正面方向との成す角から、間接検知センサ３ｂの正面方向に対する物体の水平方向における角度θ４を求める。

次に、Ｓ６１で取得した直接検知センサの反射強度と間接検知センサの反射強度の差異の程度を示す量（差異量）を求める。ここでは、図１１のＳ３４と同様に、デシベル差として求める。すなわち、直接検知センサの反射強度（電圧値）をＶ３、間接検知センサの反射強度（電圧値）をＶ４とすると、２０ｌｏｇ_１０（Ｖ４／Ｖ３）を差異量（デシベル差）として算出する。

図２０は、図３に示すライン６１と同じ、距離に対する理論上の反射強度のライン６１を示している。図２０において、直接検知センサの反射強度を点３１１、間接検知センサの反射強度を点３１２とすると、Ｓ６４では、点３１２と点３１１の差分ＷｖｈｔＥｘｐ’を算出することを意味する。

次に、物体との距離に対する直接検知センサ及び間接検知センサの反射強度の理論上の差異量を算出する（Ｓ６５）。図２０を例に挙げて、Ｓ６５の処理の詳細を説明する。Ｓ６２で取得した直接検知センサと物体との距離をｄ３、間接検知センサと物体との距離をｄ４とする。Ｓ６５では、先ず、距離ｄ３におけるライン６１上の点３１３の反射強度と、距離ｄ４におけるライン６１上の点３１４の反射強度とを読み取る。

ここで、ライン６１は直接検知センサにおける距離と反射強度との関係を示しているので、間接検知センサの点３１４を補正することを考える。間接検知センサが受信する反射波は、直接検知センサ→物体→間接検知センサの経路を辿るので、直接検知センサと物体との距離ｄ３と、間接検知センサと物体との距離ｄ４の両方を反映した信号となる。そこで、点３１３の反射強度と点３１４の反射強度とを平均した点３１５を、間接検知センサの反射強度の点とする。そして、間接検知センサの補正後の点３１５と直接検知センサの点３１３の差分ＷｖｈｔＡｎｌｙ１’を、距離に対する理論上の差異量として算出する。

次に、物体との角度に対する直接検知センサ及び間接検知センサの反射強度の理論上の差異量を算出する（Ｓ６６）。図２１は、図４に示すライン６３と同じ、角度に対する理論上の反射強度のライン６３を示している。図２１を例に挙げて、Ｓ６６の処理の詳細を説明する。Ｓ６３で取得した直接検知センサと物体との角度をθ３、間接検知センサと物体との角度をθ４とする。Ｓ６６では、先ず、角度θ３におけるライン６３上の点３１６の反射強度と、角度θ４におけるライン６３上の点３１７の反射強度とを読み取る。

ここで、ライン６３は直接検知センサにおける角度と反射強度との関係を示しているので、間接検知センサの点３１７を補正することを考える。間接検知センサが受信する反射波は、直接検知センサ→物体→間接検知センサの経路を辿るので、直接検知センサと物体との角度θ３と、間接検知センサと物体との角度θ４の両方を反映した信号となる。そこで、点３１６の反射強度と点３１７の反射強度とを平均した点３１８を、間接検知センサの反射強度の点とする。そして、間接検知センサの補正後の点３１８と直接検知センサの点３１６の差分ＷｖｈｔＡｎｌｙ２’を、角度に対する理論上の差異量として算出する。

次に、Ｓ６４で算出した直接検知センサ、間接検知センサ間の実際の反射強度変化（差異量）ＷｖｈｔＥｘｐ’と、Ｓ６５及びＳ６６で算出した理論上の反射強度変化（差異量）ＷｖｈｔＡｎｌｙ１’、ＷｖｈｔＡｎｌｙ２’との誤差を算出する（Ｓ６７）。つまり、ＷｖｈｔＥｘｐ’−（ＷｖｈｔＡｎｌｙ１’＋ＷｖｈｔＡｎｌｙ２’）を算出する。なお、直接検知センサ、間接検知センサ間の反射強度変化を用いているのは、図２０、図２１のライン６１、６３は、利得（デシベル）のラインであるので、基準に対する相対評価をする必要があるためである。

次に、図１１のＳ３８と同様に、Ｓ６７で算出した誤差に基づいて、物体高さのレベル判定を行う（Ｓ６８）。すなわち、誤差が小さいほど、物体が検知対象物としての高さを有することの確からしさ（レベル）を高くする。Ｓ６８の処理の後、図１８のフローチャートの処理を終了して、図６の処理に戻る。

図１１の処理と図１８の処理の両方を実行した場合には、図６のＳ１４では、Ｓ１２の処理で得られたレベル値と、図１１の処理で得られたレベル値と、図１８の処理で得られたレベル値との合計を算出し、その合計を履歴に加える。

以上説明したように、本実施形態によれば、直接検知センサ、間接検知センサ間の反射強度変化の実際値と理論値との誤差に基づいて、物体高さのレベル判定を行うので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、図１１の処理と図１８の処理の両方を実行する場合には、検知した物体の高低の判定精度をより一層向上できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心にして説明する。本実施形態では、図６のＳ１５及びＳ１６の処理に代えて、図２２のフローチャートの処理を実行する。それ以外は第１実施形態又は第２実施形態と同じである。

図６のＳ１４を実行した後、図２２の処理に移行する。この図２２の処理は、複数センサの検知結果（Ｓ１４で蓄積した履歴）に基づく物体の高さ判定と、その判定結果に基づく車両制御とを両方含んだ処理である。

図２２の処理を開始すると、先ず、図１６のＳ４１と同様にして、現在の場面が、車両と物体とが離れている遠方場面か、車両と物体とが近い近傍場面かを判定する（Ｓ７１）。遠方場面の場合には（Ｓ７１：Ｙｅｓ）、物体の高さ判定を保留することを決定する（Ｓ７２）。つまり、物体の高さ判定を実施しない。なお、この場合であっても、図６のＳ１１〜Ｓ１４の処理により、反射強度の絶対値判定、理論誤差判定に基づくレベル値の蓄積は継続される。その後、図２２の処理を終了する。

一方、現在の場面が近傍場面の場合には（Ｓ７１：Ｎｏ）、図６のＳ１４で蓄積した複数センサの履歴の一つでも所定の第１レベルより高いか否かを判定する（Ｓ７３）。この第１レベルは、図２３に示すように、第１レベルより高い領域は検知対象物である可能性が高いことを示した閾値である。複数センサの履歴の一つでも第１レベルより高い場合には（Ｓ７３：Ｙｅｓ）、検知した物体は高い物体（検知対象物）であると判定、言い換えると、検知した物体が検知対象物であることの確からしさが高いと判定するとともに、ブレーキ５を自動的に作動させる（Ｓ７４）。さらに、スピーカ（図示外）や表示器（図示外）で警告を行う。これによって、壁などの検知対象物に車両が衝突するのを回避できる。その後、図２２のフローチャートの処理を終了する。

これに対し、複数センサの履歴の全てが第１レベル未満の場合には（Ｓ７３：Ｎｏ）、次に、複数センサの履歴の全てが、第１レベルより低い所定の第２レベル未満か否かを判定する（Ｓ７５）。この第２レベルは、図２３に示すように、第２レベル未満の領域は非検知対象物である可能性が高いことを示した閾値である。また、第１レベルと第２レベルの間の領域は、検知した物体が検知対象物、非検知対象物のどちらとも言えないことを示している。

複数センサの履歴の全てが第２レベル未満の場合には（Ｓ７５：Ｙｅｓ）、検知した物体は低い物体（非検知対象物）であると判定、言い換えると、検知した物体が検知対象物であることの確からしさが低いと判定するとともに、検知した物体との衝突を回避するための車両制御を実施しないことを決定する（Ｓ７６）。これによって、車両と物体とが衝突する可能性がないにもかかわらずブレーキ５が自動的にかかってしまうのを回避できる。その後、図２２のフローチャートの処理を終了する。

複数センサの履歴の一つでも、第２レベルより高い場合には（Ｓ７５：Ｎｏ）検知した物体は現時点では高いとも低いとも言えないと判定するとともに、駆動制御部４の出力（駆動力）を制限する駆動力制御を実施する（Ｓ７７）。この駆動力制御は、具体的には例えば駆動力制御部４の出力（燃料噴射等）を完全に停止させる制御であったり、その出力を通常時に比べて少なくする制御であったりする。これによって、車両を減速させることができる。さらに、Ｓ７７では、スピーカ（図示外）や表示器（図示外）で警告を行う。その後、図２２のフローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記実施形態と同様の効果が得られることに加えて、遠方場面の場合には、物体の高さ判定を保留しているので、物体との距離が離れているにもかかわらず、車両制御がかかってしまうのを抑制できる。

また、検知した物体が現時点では高いとも低いとも言えないと判定した場合には、Ｓ７７で駆動力制御を実施するので、検知した物体が実際は検知対象物であった場合には、検知対象物であることを判定できた時点でブレーキ制御をかけることで、物体に衝突する前に確実に車両を停止させることができる。つまり、ブレーキ制御をかける前に予め速度を落としておくことができる。また、検知した物体が実際は非検知対象物であった場合には、ブレーキ制御をかけないでそのまま非検知対象物を乗り越えることができる。つまり、非検知対象物であるにもかかわらず、ブレーキが自動的にかかってしまうのを抑制できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、超音波センサを用いた物体検知を例示したが、物体検知用の波を送信しその反射波を受信するセンサであれば、超音波センサ以外のセンサ（レーザレーダ、ミリ波レーダ等）を採用しても良い。

また、図１１のＳ３４〜Ｓ３６、図１８のＳ６４〜Ｓ６６の差異量をデシベル差として算出していたが、反射強度の電圧比として算出しても良い。すなわち、図１１のＳ３４、図１８のＳ６４では、前回、今回の反射強度の電圧比又は直接検知センサ、間接検知センサの反射強度の電圧比を、実際の差異量として求める。また、図１１のＳ３５、Ｓ３６、又は図１８のＳ６５、Ｓ６６では、先ず、前回、今回の波高値のデシベル差ΔＧ又は直接検知センサ、間接検知センサの波高値のデシベル差ΔＧを算出する。そして、そのデシベル差を１０^{ΔＧ／２０}の計算により電圧比に変換する。差異量として電圧比を用いる場合には、図１１のＳ３７、図１８のＳ６７では、（実際の電圧比）−（（距離に対する理論上の電圧比）×（角度に対する理論上の電圧比））により誤差を求めれば良い。

なお、上記実施形態において、超音波センサ３が本発明における送受信手段に相当する。図３、図２０のライン６１が本発明における第１の理論反射強度に相当する。図４、図２１のライン６３が本発明における第２の理論反射強度に相当する。メモリ２１が本発明における強度記憶手段及び履歴記憶手段に相当する。図１１のＳ３４〜Ｓ３７又は図１８のＳ６４〜Ｓ６７の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における誤差算出手段に相当する。図６、図１１、図１８、図２２のＳ１２、Ｓ３８、Ｓ６８、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ７３、Ｓ７５の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における判定手段に相当する。図１１のＳ３２、Ｓ３３又は図１８のＳ６２、Ｓ６３の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における位置算出手段に相当する。図１１のＳ３２又は図１８のＳ６２の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における距離算出手段に相当する。図１１のＳ３３又は図１８のＳ６３の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における角度算出手段に相当する。図１６のＳ４１又は図２２のＳ７１の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における場面判定手段に相当する。図１６のＳ４２〜Ｓ４４の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における遠方高さ判定手段に相当する。図１６のＳ４５〜Ｓ４７の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における近傍高さ判定手段に相当する。図１７のＳ５２又は図２２のＳ７４の処理を実行するＥＣＵ２が本発明におけるブレーキ制御手段に相当する。図２２のＳ７７の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における駆動力制御手段に相当する。図２２のＳ７４、Ｓ７７の処理を実行するＥＣＵ２が本発明における車両制御手段に相当する。

１ 車両制御装置（物体検知装置）
１０ 車両
３ 超音波センサ
２ ＥＣＵ
２１ メモリ
６１ 距離と反射強度との関係
６３ 角度と反射強度との関係

Claims (19)

1. 車両（１０）に搭載され、
   前記車両の周辺に物体検知用の波を送信し、その波が物体で反射して形成された反射波を受信する送受信手段（３）と、
   前記物体検知用の波が路面付近よりも高い位置に存在する検知対象物で反射した場合における前記反射波の理論上の強度である理論反射強度（６１、６３）を記憶する強度記憶手段（２１）と、
   前記送受信手段が受信した実際の前記反射波の強度である実反射強度と、前記強度記憶手段に記憶された前記理論反射強度との誤差を算出する誤差算出手段（Ｓ３４〜Ｓ３７、Ｓ６４〜Ｓ６７）と、
   前記誤差算出手段が算出した前記誤差に基づいて、検知した物体が前記検知対象物であることの確からしさを判定する判定手段（Ｓ１２、Ｓ３８、Ｓ６８、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ７３、Ｓ７５）と、
   前記反射波に基づいて、検知した物体の位置を算出する位置算出手段（Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ６２、Ｓ６３）と、
   を備え、
   前記送受信手段は並ぶように少なくとも２つ備えられ、
   前記強度記憶手段には、前記送受信手段の正面方向に対する物体の角度ごとの前記理論反射強度（６３）が記憶され、
   前記位置算出手段は、少なくとも２つの前記送受信手段のうちの一つを前記物体検知用の波を送信する直接検知手段（３ａ）とし、他の一つを前記直接検知手段が送信した前記波に対する前記反射波を受信する間接検知手段（３ｂ）として、前記直接検知手段が受信した前記反射波である直接波と、前記間接検知手段が検知した前記反射波である間接波とに基づいて、前記送受信手段の正面方向に対する物体の角度を算出する角度算出手段（Ｓ３３、Ｓ６３）を含み、
   前記誤差算出手段（Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３７、Ｓ６４、Ｓ６６、Ｓ６７）は、前記実反射強度と、前記角度算出手段が算出した前記角度に対する前記理論反射強度との誤差を算出することを特徴とする物体検知装置（１）。
2. 車両（１０）に搭載され、
   前記車両の周辺に物体検知用の波を送信し、その波が物体で反射して形成された反射波を受信する送受信手段（３）と、
   前記物体検知用の波が路面付近よりも高い位置に存在する検知対象物で反射した場合における前記反射波の理論上の強度である理論反射強度（６１、６３）を記憶する強度記憶手段（２１）と、
   前記送受信手段が受信した実際の前記反射波の強度である実反射強度と、前記強度記憶手段に記憶された前記理論反射強度との誤差を算出する誤差算出手段（Ｓ３４〜Ｓ３７、Ｓ６４〜Ｓ６７）と、
   前記誤差算出手段が算出した前記誤差に基づいて、検知した物体が前記検知対象物であることの確からしさを判定する判定手段（Ｓ１２、Ｓ３８、Ｓ６８、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ７３、Ｓ７５）と、
   前記反射波に基づいて、検知した物体の位置を算出する位置算出手段（Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ６２、Ｓ６３）と、
   を備え、
   前記強度記憶手段には、物体の位置ごとの前記理論反射強度が記憶され、
   前記送受信手段は並ぶように少なくとも２つ備えられ、
   前記位置算出手段（Ｓ６２、Ｓ６３）は、少なくとも２つの前記送受信手段のうちの一つを前記物体検知用の波を送信する直接検知手段（３ａ）とし、他の一つを前記直接検知手段が送信した前記波に対する前記反射波を受信する間接検知手段（３ｂ）として、前記直接検知手段が受信した前記反射波である直接波と、前記間接検知手段が検知した前記反射波である間接波とに基づいて物体の位置を算出し、
   前記誤差算出手段（Ｓ６４〜Ｓ６７）は、前記直接波の強度と前記間接波の強度との差異の程度を示す量と、前記直接検知手段から見たときの前記位置算出手段が算出した物体の位置に対する前記理論反射強度と前記間接検知手段から見たときの前記位置算出手段が算出した物体の位置に対する前記理論反射強度の差異の程度を示す量との誤差を算出することを特徴とする物体検知装置（１）。
3. 前記判定手段は、前記誤差が小さいほど高くなるように、かつ、前記実反射強度の絶対値が大きいほど高くなるように前記確からしさを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の物体検知装置。
4. 複数の前記送受信手段が並ぶように備えられ、
   前記判定手段は、前記送受信手段ごとに前記確からしさを仮判定し、その仮判定した前記送受信手段ごとの前記確からしさに基づいて、最終的な前記確からしさを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検知装置。
5. 前記強度記憶手段には、前記送受信手段と物体との距離ごとの前記理論反射強度（６１）が記憶され、
   前記位置算出手段は、前記位置として前記送受信手段と物体との距離を算出する距離算出手段（Ｓ３２、Ｓ６２）を含み、
   前記誤差算出手段（Ｓ３４、Ｓ３５、Ｓ３７、Ｓ６４、Ｓ６５、Ｓ６７）は、前記実反射強度と、前記距離算出手段が算出した前記距離に対する前記理論反射強度との誤差を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検知装置。
6. 前記強度記憶手段には、前記送受信手段の正面方向に対する物体の角度ごとの前記理論反射強度（６３）が記憶され、
   前記位置算出手段は、少なくとも２つの前記送受信手段のうちの一つを前記物体検知用の波を送信する直接検知手段（３ａ）とし、他の一つを前記直接検知手段が送信した前記波に対する前記反射波を受信する間接検知手段（３ｂ）として、前記直接検知手段が受信した前記反射波である直接波と、前記間接検知手段が検知した前記反射波である間接波とに基づいて、前記送受信手段の正面方向に対する物体の角度を算出する角度算出手段（Ｓ３３、Ｓ６３）を含み、
   前記誤差算出手段（Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３７、Ｓ６４、Ｓ６６、Ｓ６７）は、前記実反射強度と、前記角度算出手段が算出した前記角度に対する前記理論反射強度との誤差を算出することを特徴とする請求項２に記載の物体検知装置。
7. 前記送受信手段は、前記車両が移動するに伴い繰り返し前記物体検知用の波の送信及び前記反射波の受信を行い、
   前記位置算出手段は、前記車両が移動するに伴い繰り返し物体の位置を算出し、
   前記誤差算出手段（Ｓ３４〜Ｓ３７）は、前回の前記実反射強度と今回の前記実反射強度の差異の程度を示す量と、前回に前記位置算出手段が算出した前記位置に対する前記理論反射強度と今回に前記位置算出手段が算出した前記位置に対する前記理論反射強度の差異の程度を示す量との誤差を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の物体検知装置。
8. 前記位置算出手段（Ｓ６２、Ｓ６３）は、少なくとも２つの前記送受信手段のうちの一つを前記物体検知用の波を送信する直接検知手段（３ａ）とし、他の一つを前記直接検知手段が送信した前記波に対する前記反射波を受信する間接検知手段（３ｂ）として、前記直接検知手段が受信した前記反射波である直接波と、前記間接検知手段が検知した前記反射波である間接波とに基づいて物体の位置を算出し、
   前記誤差算出手段（Ｓ６４〜Ｓ６７）は、前記直接波の強度と前記間接波の強度との差異の程度を示す量と、前記直接検知手段から見たときの前記位置算出手段が算出した物体の位置に対する前記理論反射強度と前記間接検知手段から見たときの前記位置算出手段が算出した物体の位置に対する前記理論反射強度の差異の程度を示す量との誤差を算出することを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。
9. 前記判定手段は、前記確からしさとして、検知した物体が前記検知対象物としての高さを有することの確からしさを判定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の物体検知装置。
10. 前記送受信手段は、前記物体検知用の波の送信及び前記反射波の受信を繰り返し、
    前記判定手段は、各時点ごとに、各時点の前記反射波の強度に基づく前記確からしさを判定し、
    各時点で判定した前記確からしさの履歴を記憶する履歴記憶手段（２１）を備え、
    前記判定手段（Ｓ１５、Ｓ７３、Ｓ７５）は、前記履歴記憶手段に記憶された前記履歴に基づいて、各時点での最終的な前記確からしさを判定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の物体検知装置。
11. 前記判定手段は、前記履歴として各時点の前記確からしさの加算値又は平均値に基づいて最終的な前記確からしさを判定することを特徴とする請求項１０に記載の物体検知装置。
12. 前記履歴記憶手段には、前記送受信手段と物体との距離が小さいほど、前記履歴に加える前記確からしさの重みを大きくした重み付き履歴が記憶されたことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の物体検知装置。
13. 現在の場面が、前記送受信手段と物体との距離が閾値より大きい遠方場面か前記閾値未満の近傍場面かを判定する場面判定手段（Ｓ４１）を備え、
    前記判定手段は、現在の場面が前記遠方場面のときに、仮判定した前記送受信手段ごとの前記確からしさの全てが所定レベルより高い場合には、最終的な前記確からしさとして、検知した物体は前記検知対象物としての高さを有した高物体であると判定し、前記送受信手段ごとの前記確からしさのうち一つでも前記所定レベル未満の場合には、最終的な前記確からしさとして、検知した物体は路面付近に存在する非検知対象物としての高さしか有さない低物体であると判定する遠方高さ判定手段（Ｓ４２〜Ｓ４４）を備えることを特徴とする請求項４に記載の物体検知装置。
14. 前記判定手段は、現在の場面が前記近傍場面のときに、前記送受信手段ごとに仮判定した複数の前記確からしさのうち一つでも前記所定レベルより高い場合には、最終的な前記確からしさとして、検知した物体は前記検知対象物としての高さを有した高物体であると判定し、前記送受信手段ごとの前記確からしさの全てが前記所定レベル未満の場合には、最終的な前記確からしさとして、検知した物体は路面付近に存在する非検知対象物としての高さしか有さない低物体であると判定する近傍高さ判定手段（Ｓ４５〜Ｓ４７）を備えることを特徴とする請求項１３に記載の物体検知装置。
15. 前記判定手段（Ｓ２３、Ｓ２４）は、前記確からしさの高低を区分する前記実反射強度の絶対値の閾値（２０１〜２０６）を設定して、前記絶対値が前記閾値より大きい場合には前記閾値より小さい場合に比べて前記確からしさを高い値にするとともに、前記送受信手段と物体との距離が大きいほど前記閾値を大きくし又は小さくすることを特徴とする請求項３に記載の物体検知装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の物体検知装置と、
    検知した物体の前記確からしさが所定レベルより高いと前記判定手段が判定した場合に、前記車両のブレーキ（５）を作動させるブレーキ制御手段（Ｓ５２）とを備えることを特徴とする車両制御装置（１）。
17. 検知した物体の前記確からしさが前記所定レベル未満と前記判定手段が判定した場合には、検知した物体と前記車両との衝突を回避する制御を不実施とすることを特徴とする請求項１６に記載の車両制御装置。
18. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の物体検知装置と、
    現在の場面が、前記送受信手段と物体との距離が閾値より大きい遠方場面か前記閾値未満の近傍場面かを判定する場面判定手段（Ｓ７１）と、
    現在の場面が前記近傍場面のときに、前記判定手段が判定した前記確からしさが所定の第１レベルより高い場合には、前記車両のブレーキを作動させるブレーキ制御手段（Ｓ７４）と、
    現在の場面が前記近傍場面のときに、前記判定手段が判定した前記確からしさが前記第１レベル未満、かつ、前記第１レベルより低い所定の第２レベルより高い場合には、前記車両を駆動する駆動力制御部（４）の出力を制限する駆動力制御手段（Ｓ７７）とを備え、
    現在の場面が前記近傍場面のときに、前記判定手段が判定した前記確からしさが前記第２レベル未満の場合には、検知した物体と前記車両との衝突を回避する制御を不実施とすることを特徴とする車両制御装置（１）。
19. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の物体検知装置と、
    現在の場面が、前記送受信手段と物体との距離が閾値より大きい遠方場面か前記閾値未満の近傍場面かを判定する場面判定手段（Ｓ７１）と、
    現在の場面が前記近傍場面のときに、前記判定手段が判定した前記確からしさに基づいて検知した物体と前記車両との衝突を回避するよう前記車両を制御する車両制御手段（Ｓ７４、Ｓ７７）とを備え、
    現在の場面が前記遠方場面のときには、検知した物体と前記車両との衝突を回避する制御を不実施とすることを特徴とする車両制御装置（１）。

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