JP6410614B2 - 障害物検出装置および障害物検出方法 - Google Patents

Description

この発明は、移動体の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出装置および障害物検出方法に関するものである。

障害物検出装置は、車両に衝突する可能性が高い塀などの背の高い障害物と、車両に衝突する可能性が低い縁石のような背の低い障害物とを見分ける必要がある。

従来の障害物検出装置は、車両上に２つの距離センサを配置し、車両の直進移動前後に測定した障害物までの距離と、車両の直進移動時の移動距離に基づいて、各距離の幾何学的関係から障害物の高さを判定していた（例えば、特許文献１参照）。
また、車両移動中に測定される反射波の振幅の大きさから、障害物の高さを判定する方法もあった。

国際公開第２０１２／１４０７６９号

従来の障害物検出装置は以上のように構成されているので、車両などの移動体が移動しないと障害物の高さを判定できないという課題があった。また、車両移動中に測定した反射波の振幅の大きさから障害物の高さを判定する方法では、判定精度が障害物の反射率に影響を受けるという問題もあった。

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、移動体の移動の有無にかかわらず、障害物の高さを判定することを目的とする。

この発明に係る障害物検出装置は、同一平面に配置され、かつ一直線に並ばない複数の距離センサの中の２つの距離センサが測定した２つの距離情報を基に描いた円及び楕円の交点を求める２円交点処理を行い、当該交点を同一平面上における反射点候補を判定する処理を、２つの距離センサの組み合わせを変えて複数回行い、複数の反射点候補を判定する反射点候補判定部と、反射点候補判定部が判定した反射点候補それぞれについて、反射点候補の判定に用いた２つの距離センサを結ぶ直線を回転中心軸にして反射点候補を回転させた軌跡を求め、複数の反射点候補から求めた複数の軌跡が交わる３次元位置を反射点と判定する反射点判定部と、反射点判定部が判定した反射点の３次元位置に基づいて反射点が移動体に衝突するか否かを判定し、衝突すると判定した反射点を障害物として検出する障害物位置判定部とを備えるものである。

この発明によれば、同一平面上に配置された複数の距離センサにより測定された距離情報を用いて複数の反射点候補を判定し、複数の反射点候補を回転させた複数の軌跡が交わる３次元位置を反射点と判定するようにしたので、移動体の移動の有無にかかわらず、障害物の高さを判定することができる。

この発明の実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図であり、図４に示した交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌの３次元位置を算出する方法を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図であり、図４に示した交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌの３次元位置を算出する方法を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図であり、図４に示した交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌの３次元位置を算出する方法を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する図であり、図４に示した交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌの３次元位置を算出する方法を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出装置を用いた衝突判定システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１の距離センサの車両設置例を示す図である。 実施の形態１に係る障害物検出装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１の第１の反射点候補判定部および第２の反射点候補判定部が行う２円交点処理を説明する図である。 実施の形態１の反射点判定部が行う反射点判定処理を説明する図である。 実施の形態１の反射点判定部が行う反射点判定処理を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出装置を用いた衝突判定システムのハードウエア構成図である。 この発明の実施の形態２に係る障害物検出装置が用いる距離センサの車両設置例を示す図である。 実施の形態２による障害物検出方法を説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る障害物検出装置が用いる距離センサの車両設置例を示す図である。 実施の形態３による障害物検出方法を説明する図である。 実施の形態３に係る障害物検出装置の構成例を示すブロック図である。 この発明に係る障害物検出装置が用いる距離センサの車両設置例を示す図である。

実施の形態１．
まず、図１〜図９を用いて、この発明の実施の形態１に係る障害物検出方法の原理を説明する。図１は、互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸が設定された３次元空間において、同一ｘ−ｙ平面上に配置され、かつ一直線に並ばない３つの距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの距離測定結果を示す図である。
以下、距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに超音波センサを使用した場合を例に用いて説明する。また、距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが配置されたｘ−ｙ平面は、地面と平行な２次元平面であるものと仮定し、ｚ軸は地面からの高さ方向を示すものと仮定する。

距離センサ１Ａは、超音波を送信し、障害物で反射した直接反射波を受信する。距離センサ１Ａが送受信した結果、ｘ−ｙ平面上では、距離センサ１Ａの位置を中心とした半径Ｒの円２Ａが得られる。障害物はこの円２Ａ上のどこかに存在している。
２次元平面から３次元空間に拡張して考えると、障害物は、距離センサ１Ａの位置を中心とした半径Ｒの球体上のどこかに存在している。

距離センサ１Ｂは、距離センサ１Ａから送信された超音波Ｌ１１が障害物で反射した間接反射波Ｌ１２を受信する。距離センサ１Ａ，１Ｂが送受信した結果、ｘ−ｙ平面上では、距離センサ１Ａ，１Ｂの各位置を焦点とする楕円２Ｂが得られる。障害物はこの楕円２Ｂ上のどこかに存在している。
２次元平面から３次元空間に拡張して考えると、障害物は、距離センサ１Ａ，１Ｂの各位置を焦点とする回転楕円体上のどこかに存在している。

距離センサ１Ｃは、距離センサ１Ａから送信された超音波Ｌ２１が障害物で反射した間接反射波Ｌ２２を受信する。距離センサ１Ａ，１Ｃが送受信した結果、ｘ−ｙ平面上では、距離センサ１Ａ，１Ｃの各位置を焦点とする楕円２Ｃが得られる。障害物はこの楕円２Ｃ上のどこかに存在している。
２次元平面から３次元空間に拡張して考えると、障害物は、距離センサ１Ａ，１Ｃの各位置を焦点とする回転楕円体上のどこかに存在している。

以下では、１つの距離センサが送信した超音波を当該距離センサ自身が受信する場合を「直接送受信」と呼ぶ。
２つの距離センサを用い、一方を送信用、もう一方を受信用として使用した場合を「間接送受信」と呼ぶ。

距離センサ１Ａの直接送受信結果から描かれる円２Ａと、距離センサ１Ａ，１Ｂの間接送受信結果から描かれる楕円２Ｂとの交点をＤ，Ｅと呼び、この円２Ａと距離センサ１Ａ，１Ｃの間接送受信結果から描かれる楕円２Ｃとの交点をＦ，Ｇと呼ぶ。
円２Ａと楕円２Ｂと楕円２Ｃの交点Ｄ，Ｆ（または交点Ｅ，Ｇ）がｘ−ｙ平面上の１点で交わらない場合、障害物がこのｘ−ｙ平面上に存在しないことを意味する。その場合、障害物の位置を３次元空間で考える必要がある。

図２は、３次元空間において、距離センサ１Ａの直接送受信結果から描かれる球体と距離センサ１Ａ，１Ｂの間接送受信結果から描かれる回転楕円体とが交わる交点が集合した円３Ｂを示す図である。障害物は円３Ｂ上のどこかに存在している。
図３は、３次元空間において、距離センサ１Ａの直接送受信結果から描かれる球体と距離センサ１Ａ，１Ｃの間接送受信結果から描かれる回転楕円体とが交わる交点が集合した円３Ｃを示す図である。障害物が円３Ｃ上のどこかに存在している。
図４は、図２に示した円３Ｂと図３に示した円３Ｃとが交わる交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌを示す図である。障害物は、交点Ｊ_Ｈまたは交点Ｊ_Ｌのいずれか一方に存在する。

他方、距離センサ１Ａの直接送受信結果から描かれる円２Ａと、距離センサ１Ａ，１Ｂの間接送受信結果から描かれる楕円２Ｂと、距離センサ１Ａ，１Ｃの間接送受信結果から描かれる楕円２Ｃの交点が、ｘ−ｙ平面上の１点で交わる場合、障害物がこの交点に存在していることを意味する。
図５では、円２Ａと楕円２Ｂと楕円２Ｃとが１点の交点Ｊで交わる。さらに、２次元平面から３次元空間に拡張して考えると、距離センサ１Ａの直接送受信結果から描かれる球体と距離センサ１Ａ，１Ｂの間接送受信結果から描かれる回転楕円体とが交わる交点が集合した円３Ｂと、距離センサ１Ａの直接送受信結果から描かれる球体と距離センサ１Ａ，１Ｃの間接送受信結果から描かれる回転楕円体とが交わる交点が集合した円３Ｃとが、交点Ｊの１点で交わる。この場合、障害物は、ｘ−ｙ平面上の交点Ｊに存在する。

次に、図６〜図９を参照して、図４に示した交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌの３次元位置を算出する方法を説明する。
図６は、ｘ−ｙ平面における距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの座標を示す図である。図７は、車両１００における距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの取り付け位置を示す図である。ここで、距離センサ１Ａ，１Ｂは車両１００のフロント中央部に設置されたセンタセンサであり、距離センサ１Ｃはフロントの角部に設置されたコーナセンサである。ｘ軸は車両１００の前後方向、ｙ軸は車両１００の左右方向、ｚ軸は車両１００の高さ方向である。各距離センサ１Ａ〜１Ｄの指向性は車両前方、つまりｘ軸のプラス方向を向いているので、ｘ軸のマイナス方向はセンシングされない。

上記ｘ，ｙ，ｚ軸の座標系において距離センサ１Ａは座標（０，Ｐ，Ｈ）の位置に取り付けられており、距離センサ１Ｂは座標（０，−Ｐ，Ｈ）の位置に取り付けられており、距離センサ１Ｃは座標（−Ｓ，Ｑ，Ｈ）の位置に取り付けられている。高さＨのｘ−ｙ平面上において、コーナセンサである距離センサ１Ｃは、センタセンサである距離センサ１Ａ，１Ｂを通る直線に対して距離にしてＳだけ、距離センサ１Ａからみた角度にしてθだけ、車両後方に取り付けられている。

距離センサ１Ａが作る球体と距離センサ１Ａ，１Ｂが作る回転楕円体とが交わる交点が集合した円３Ｂを、ｘ−ｙ平面に射影すると、交点Ｄ，Ｅを結ぶ線分ＤＥになる。ここで、車両前方に位置する交点Ｅの座標を（Ｅｘ，Ｅｙ，Ｈ）とする。この線分ＤＥは、距離センサ１Ａ，１Ｂを結ぶ線分に直交する。また、距離センサ１Ａ，１Ｂを結ぶ線分を回転中心軸にして、交点Ｄまたは交点Ｅを回転させると、円３Ｂになる。
同様に、距離センサ１Ａが作る球体と距離センサ１Ａ，１Ｃが作る回転楕円体とが交わる交点が集合した円３Ｃを、ｘ−ｙ平面に射影すると、交点Ｆ，Ｇを結ぶ線分ＦＧになる。ここで、車両前方に位置する交点Ｇの座標を（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｈ）とする。この線分ＦＧは、距離センサ１Ａ，１Ｃを結ぶ線分に直交する。また、距離センサ１Ａ，１Ｃを結ぶ線分を回転中心軸にして、交点Ｇまたは交点Ｆを回転させると、円３Ｃになる。

なお、高さＨのｘ−ｙ平面における交点Ｅの座標（Ｅｘ，Ｅｙ）は、距離センサ１Ａの直接送受信の距離情報である円２Ａと、距離センサ１Ａ，１Ｂの間接送受信の距離情報である楕円２Ｂとを用いた２円交点処理（開口合成処理とも言う）を行うことにより求まる。同様に、高さＨのｘ−ｙ平面における交点Ｇの座標（Ｇｘ，Ｇｙ）は、距離センサ１Ａで直接送受信の距離情報である円２Ａと、距離センサ１Ａ，１Ｃの間接送受信の距離情報である楕円２Ｃとを用いた２円交点処理を行うことにより求まる。よって、距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの取り付け位置の座標は既知であり、交点Ｅ，Ｇの座標は、距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの取り付け位置の座標と送受信の結果から得られるため、既知である。
ここでは２円交点処理の対象として、直接送受信した円と間接送受信した楕円の組み合わせを用いているが、直接送受信した円同士を組み合わせても構わない。一方、間接送受信した楕円同士の組み合わせは、計算が複雑になるため、好ましくない。

続いて、高さＨのｘ−ｙ平面における線分ＤＥと線分ＦＧの交点Ｊの座標を（Ｘ，Ｙ）とすると、この座標（Ｘ，Ｙ）は以下の式（１），（２）で表される。図４の交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌは、ｘ−ｙ平面上ではｚ軸方向に重なっているため、図８では交点Ｊの１点になっている。
Ｙ＝Ｅｙ （１）
Ｙ−Ｇｙ＝ｔａｎθ（Ｘ−Ｇｘ） （２）

式（１），（２）を連立させて、式（３），（４）になる。
Ｘ＝｛（Ｅｙ−Ｇｙ）／ｔａｎθ｝＋Ｇｘ （３）
Ｙ＝Ｅｙ （４）

図９は、図８に示した線分ＤＥをｘ−ｚ平面上に表した図である。線分ＤＥをｘ−ｚ平面上で考えると円になる。この円は、つまり、距離センサ１Ａの直接送受信結果から描かれる球体と距離センサ１Ａ，１Ｂの間接送受信結果から描かれる回転楕円体とが交わる円３Ｂである。
図４で説明したように、円３Ｂ上の交点Ｊ_Ｌの座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とした場合、求めたい障害物の高さＺは、下式（５）で表される。

式（５）に式（３）を代入して、式（６）が得られる。よって、図６および図７に示した既知の情報のみを用いて、交点Ｊ_Ｌにある障害物の高さＺを求めることができる。

他方、交点Ｊ_Ｈの座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ’）とした場合、この交点Ｊ_Ｈにある障害物の高さＺ’は、式（７）から求めることができる。
Ｚ’＝Ｈ＋（Ｈ−Ｚ） （７）

以上のように、交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌの３次元位置、つまり障害物の位置Ｘ，Ｙと高さＺ，Ｚ’を幾何学的に計算することができる。障害物が交点Ｊ_Ｈ，Ｊ_Ｌのどちらに存在するかの判断方法については後述する。
また、上記では３つの距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが設置されたｘ−ｙ平面を基準にして障害物の３次元位置を幾何学的に計算したが、これに限定されるものではなく、例えば３つの距離センサがｙ−ｚ平面に設置されている場合にはこのｙ−ｚ平面を基準にして計算すればよい。この場合の例を下記の実施の形態２で説明する。さらには、３つの距離センサがｘ，ｙ，ｚ軸のいずれかに平行な平面上に設置されていない場合であっても、それら３つの距離センサを含む任意方向の平面を基準にして計算すればよい。この場合の例を下記の実施の形態３で説明する。

次に、上記の障害物検出方法を実現する障害物検出装置の構成例を説明する。
図１０は、実施の形態１に係る障害物検出装置１０を用いた衝突判定システム２０の構成例を示すブロック図である。衝突判定システム２０は、車両１００に設置された複数の距離センサ１Ａ〜１Ｄと、複数の距離センサ１Ａ〜１Ｄに超音波を送受信させる送受信回路２１と、超音波の送受信結果を用いて反射点を判定し車両１００に衝突する反射点を障害物として検出する障害物検出装置１０と、車両１００に衝突する可能性がある障害物が検出された場合に警報を出力する警報部２２とを備えている。

ここで、図１１に、実施の形態１に係る障害物検出装置１０が用いる距離センサ１Ａ〜１Ｄの、車両設置例を示す。
図１１（ａ）は車両１００の上面図、図１１（ｂ）は車両１００の側面図である。ｘ軸は車両１００の前後方向、ｙ軸は車両１００の左右方向、ｚ軸は車両１００の高さ方向を示す。車両１００のフロント中央部に距離センサ１Ａ，１Ｂが設置され、フロント左右の角部に距離センサ１Ｃ，１Ｄが設置されている。これらの距離センサ１Ａ〜１Ｄは、地面からの高さ（ｚ軸方向の位置）が同一、かつ、地面と平行な水平面（ｘ−ｙ平面）に設置されている。ただし、距離センサ１Ｃ，１Ｄは距離センサ１Ａ，１Ｂに比べて車両１００の前後方向（ｘ軸方向）にずらして設置されている。
図１１に示した距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、図６と図７に示した距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃと同じ取り付け位置であるため、以下では図６および図７を援用する。車両１００を基準にしたｘ，ｙ，ｚ軸の座標系における距離センサ１Ａ〜１Ｄの取り付け位置を示す座標の情報は、障害物検出装置１０に予め与えられている。

送受信回路２１は、距離センサ１Ａ〜１Ｄの中から任意の距離センサを選択して、直接送受信および間接送受信を行わせ、その結果を障害物検出装置１０の第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２へ出力する。送受信回路２１は、どの距離センサを選択するかの指示を、障害物検出装置１０の障害物位置判定部１４から受け付ける。

障害物検出装置１０は、第１の反射点候補判定部１１と、第２の反射点候補判定部１２と、反射点判定部１３と、障害物位置判定部１４とを備えている。

第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２は、まず、送受信回路２１が出力した直接送受信および間接送受信の結果を受け取り、超音波の送信から受信までに要した時間に基づいて、距離センサから超音波が反射した反射点までの距離を算出し、距離情報とする。

次に、第１の反射点候補判定部１１は、ｘ−ｙ平面に設置された距離センサ１Ａ〜１Ｄの中の２つの距離センサが測定した２つの距離情報を用いてｘ−ｙ平面上における第１の反射点候補を判定する。第１の反射点候補判定部１１は、判定した第１の反射点候補の情報を反射点判定部１３に出力する。
また、第２の反射点候補判定部１２は、ｘ−ｙ平面に配置された距離センサ１Ａ〜１Ｄの中の、第１の反射点候補判定部１１が用いた距離センサとは組み合わせが異なる２つの距離センサが測定した２つの距離情報を用いてｘ−ｙ平面上における第２の反射点候補を判定する。第２の反射点候補判定部１２は、判定した第２の反射点候補の情報を反射点判定部１３に出力する。
なお、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２は、反射点候補の判定用にどの距離センサの送受信結果を選択するかの指示を、障害物位置判定部１４から受け付ける。

反射点判定部１３は、第１の反射点候補判定部１１が出力した第１の反射点候補の情報と、第２の反射点候補判定部１２が出力した第２の反射点候補の情報を受け取る。反射点判定部１３は、第１の反射点候補判定部１１が第１の反射点候補の判定に用いた２つの距離センサを結ぶ直線を回転中心軸にして、第１の反射点候補を回転させた第１の軌跡を求める。同様に、反射点判定部１３は、第２の反射点候補の判定に用いた２つの距離センサを結ぶ直線を回転中心軸にして、第２の反射点候補を回転させた第２の軌跡を求める。さらに、反射点判定部１３は、第１の軌跡と第２の軌跡の交点を求めて反射点とし、この反射点の情報を障害物位置判定部１４に出力する。
ただし、反射点判定部１３は、第１の反射点候補と第２の反射点候補が一致する場合には、一致する点を反射点とし、この反射点の情報を障害物位置判定部１４に出力する。
なお、反射点判定部１３は、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２が反射点候補の判定にどの距離センサを用いたかを示す情報を、障害物位置判定部１４から受け取る。

障害物位置判定部１４は、反射点判定部１３が出力した反射点の情報を受け取り、反射点の３次元位置に基づいて反射点が車両１００に衝突するか否かの可能性を判定する。障害物位置判定部１４は、反射点が車両１００に衝突すると判定した場合、その反射点を障害物として検出し、警報部２２に対して警報出力を指示する。反射点が車両１００に衝突するか否かの判定としては、例えば、反射点が車両１００に衝突する高さか否か、およびこの障害物が車両１００に衝突するほど接近した位置にあるか否かを判定する。

また、障害物位置判定部１４は、距離センサ１Ａ〜１Ｄの中から、直接送受信に用いる距離センサと間接送受信に用いる距離センサを選択する。そして、障害物位置判定部１４から送受信回路２１へ、送信用と受信用にどの距離センサを選択するかの指示を出力する。また、障害物位置判定部１４から第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２へ、反射点候補の判定用にどの距離センサの送受信結果を選択するかの指示を出力する。さらに、障害物位置判定部１４から反射点判定部１３へ、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２が反射点候補の判定にどの距離センサを用いるかを示す情報を出力する。

警報部２２は、障害物検出装置１０の障害物位置判定部１４から警報出力の指示を受け取ると、表示、音声出力、または表示と音声出力の組み合わせにより警報を出し、車両１００の乗員に対して障害物に衝突する可能性があることを知らせる。これにより、車両１００に衝突する可能性がある背の高い壁などが車両周囲に存在する場合に、乗員に衝突回避行動を促すことができる。一方、車両１００に衝突する可能性がない背の低い縁石などが存在する場合は警報を出力しないので、不要な衝突回避行動を抑制できる。

次に、障害物検出装置１０の動作を説明する。
図１２は、障害物検出装置１０の動作を示すフローチャートである。障害物検出装置１０はこのフローチャートで示された動作を所定の周期で繰り返し実行する。
まず、障害物位置判定部１４が送受信回路２１、第１の反射点候補判定部１１、第２の反射点候補判定部１２および反射点判定部１３へ、距離センサの選択指示を出力する（ステップＳＴ１）。

具体例として、障害物位置判定部１４から送受信回路２１へ、直接送受信用として距離センサ１Ａを選択し、間接送受信用として距離センサ１Ｂ，１Ｃを選択する指示を出力したこととする。また、障害物位置判定部１４から第１の反射点候補判定部１１および反射点判定部１３へ、距離センサ１Ａの直接送受信結果と距離センサ１Ａ，１Ｂの間接送受信結果を選択する指示を出力したこととする。さらに、障害物位置判定部１４から第２の反射点候補判定部１２および反射点判定部１３へ、距離センサ１Ａの直接送受信結果と距離センサ１Ａ，１Ｃの間接送受信結果を選択する指示を出力したこととする。

この場合、送受信回路２１は、距離センサ１Ａから超音波を送信させ、その超音波を距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれで受信させる。そして、送受信回路２１は、距離センサごとに送信から受信までに要した時間を、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２に出力する。

図１３は、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２が行う２円交点処理を説明する図である。
図１３（ａ）は、第１の反射点候補判定部１１の２円交点処理を示す図である。第１の反射点候補判定部１１は、距離センサ１Ａが超音波を送信してからこの距離センサ１Ａで受信するまでに要した時間から、直接送受信の反射点までの距離を算出する。また、第１の反射点候補判定部１１は、距離センサ１Ａが超音波を送信してから距離センサ１Ｂで受信するまでに要した時間から、間接送受信の反射点までの距離を算出する。（ステップＳＴ２）。
続いて第１の反射点候補判定部１１は、距離センサ１Ａの取り付け位置を中心とし、直接送受信の距離を半径とした円２Ａを求める。また、第１の反射点候補判定部１１は、距離センサ１Ａ，１Ｂの各取り付け位置を焦点とし、２つの焦点からの距離の和が間接送受信の距離と等しくなる楕円２Ｂを求める。最後に第１の反射点候補判定部１１は、円２Ａと楕円２Ｂの交点Ｅを判定し、交点Ｅの座標（Ｅｘ，Ｅｙ，Ｈ）を第１の反射点候補の情報として、反射点判定部１３へ出力する（ステップＳＴ３）。
交点Ｅの座標計算に必要となる距離センサの取り付け位置の座標は、第１の反射点候補判定部１１に予め与えられているものとする。

第２の反射点候補判定部１２も、第１の反射点候補判定部１１と並行して、距離情報を算出し（ステップＳＴ２）、第２の反射点候補を判定する（ステップＳＴ３）。
図１３（ｂ）は、第２の反射点候補判定部１２の２円交点処理を示す図である。第２の反射点候補判定部１２は、距離センサ１Ａの直接送受信の結果から円２Ａを求めると共に、距離センサ１Ａ，１Ｃの間接送受信の結果から楕円２Ｃを求める。そして、第２の反射点候補判定部１２は、円２Ａと楕円２Ｃの交点Ｇを判定し、交点Ｇの座標（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｈ）を第２の反射点候補の情報として、反射点判定部１３へ出力する。
交点Ｇの座標計算に必要となる距離センサの取り付け位置の座標は、第２の反射点候補判定部１２に予め与えられているものとする。

図１４（ａ）と図１４（ｂ）と図１５は、反射点判定部１３が行う反射点判定処理（ステップＳＴ４）を説明する図である。
反射点判定部１３は、図１４（ａ）に示すように距離センサ１Ａ，１Ｂを結ぶ直線を回転中心軸４Ｂにして、交点Ｅ（第１の反射点候補）を回転させた第１の軌跡を求める。この第１の軌跡は、図２に示した円３Ｂに相当するので、符号を流用して第１の軌跡３Ｂと呼ぶ。

続けて反射点判定部１３は、図１４（ｂ）に示すように距離センサ１Ａ，１Ｃを結ぶ直線を回転中心軸４Ｃにして、交点Ｇ（第２の反射点候補）を回転させた第２の軌跡を求める。この第２の軌跡は、図２に示した円３Ｃに相当するので、符号を流用して第２の軌跡３Ｃと呼ぶ。

図１５に示すように、反射点判定部１３は、第１の軌跡３Ｂと第２の軌跡３Ｃの交点Ｊ_Ｌを求める。その手順は既に図８と図９で説明したとおりである。即ち、反射点判定部１３はまず、第１の軌跡３Ｂを高さＨのｘ−ｙ平面に射影して図８の線分ＤＥを求めると共に、第２の軌跡３Ｃを高さＨのｘ−ｙ平面に射影して図８の線分ＦＧを求める。射影方向は図１５に矢印１０１で示す。続いて反射点判定部１３は、高さＨのｘ−ｙ平面における線分ＤＥ，ＦＧの交点Ｊ_Ｌを判定する。交点Ｊ_Ｌの位置Ｘ，Ｙは、上式（３），（４）より算出される。さらに交点Ｊ_Ｌの高さＺは、上式（６）より算出される。

反射点判定部１３は、算出した交点Ｊ_Ｌが地面より上に位置する場合、この交点Ｊ_Ｌに障害物が存在すると判断し、交点Ｊ_Ｌの座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を反射点の情報として障害物位置判定部１４へ出力する。
一方、反射点判定部１３は、算出した交点Ｊ_Ｌが地面より下に位置する場合、この交点Ｊ_Ｌに障害物は存在せず、もう一方の交点Ｊ_Ｈに障害物が存在すると判断する。その場合、反射点判定部１３は、上式（７）より交点Ｊ_Ｈの高さＺ’を算出し、交点Ｊ_Ｈの座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ’）を反射点の情報として障害物位置判定部１４へ出力する。
第１の軌跡３Ｂ、第２の軌跡３Ｃ、および交点Ｊ_Ｌ，Ｊ_Ｈの座標計算に必要となる距離センサの取り付け位置の座標は、反射点判定部１３に予め与えられているものとする。
なお、車両１００に対する距離センサ１Ａ〜１Ｄの設置高さを可及的に低くした場合には、交点Ｊ_Ｌが地面より下に位置しやすくなるため、障害物が交点Ｊ_Ｈに存在する蓋然性を高めることができる。

なお、反射点判定部１３は、高さＨのｘ−ｙ平面において交点Ｅと交点Ｇが一致する場合、この一致位置に障害物が存在すると判断する。その場合、反射点判定部１３は、交点Ｅの座標（Ｅｘ，Ｅｙ，Ｈ）または交点Ｇの座標（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｈ）を反射点の情報として障害物位置判定部１４へ出力する。

障害物位置判定部１４は、反射点判定部１３が出力した反射点の情報を受け取り、反射点のｘ，ｙ軸上の座標を障害物の位置とみなし、反射点のｚ軸上の座標を障害物の高さとみなして、この障害物が車両１００に衝突するか否か判定する（ステップＳＴ５）。

障害物位置判定部１４は、障害物の高さを予め設定された高さ閾値と比較し、障害物の高さが高さ閾値より大きい場合に車両１００に衝突する可能性が高いと判定する。この高さ閾値は、例えば車両１００に衝突しない背の低い縁石などと、車両１００に衝突する背の高い壁またはポールなどとを区別できる値である。障害物の高さが高さ閾値より大きい場合、障害物位置判定部１４は、車両１００に対する障害物の位置を予め設定された位置閾値と比較する。障害物位置判定部１４は、車両１００に対する障害物の位置が位置閾値より小さい場合、障害物が車両１００に近接しており衝突する可能性が高いと判定し（ステップＳＴ６“ＹＥＳ”）、警報部２２に対して警報を出力するよう指示する（ステップＳＴ７）。

一方、障害物の高さが高さ閾値以下、または障害物の位置が位置閾値以上の場合、障害物位置判定部１４は、障害物が車両１００に衝突する可能性は低いと判定し（ステップＳＴ６“ＮＯ”）、ステップＳＴ７の処理をスキップする。

なお、上記説明では、ｘ−ｙ平面上の距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを選択した場合を例示したが、距離センサの組み合わせはこれに限定されるものではなく、同じｘ−ｙ平面上の距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｄを選択することも可能である。

図１６は、衝突判定システム２０のハードウエア構成図である。
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０は、送受信回路２１と、メモリ３１と、プロセッサ３２とを備えている。図１６の送受信回路２１は、図１０に示した送受信回路２１であり、距離センサ１Ａ〜１Ｄに超音波の送受信を行わせる回路である。メモリ３１は、ｘ，ｙ，ｚ軸の座標系における距離センサ１Ａ〜１Ｄの取り付け位置の座標など、第１の反射点候補判定部１１、第２の反射点候補判定部１２および反射点判定部１３が座標計算に必要とする情報を記憶している。
プロセッサ３２が、メモリ３１に記憶されているプログラムを実行することにより、図１０に示した第１の反射点候補判定部１１、第２の反射点候補判定部１２、反射点判定部１３および障害物位置判定部１４としての機能を実現する。プロセッサ３２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路である。また、複数の処理回路と複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
ディスプレイ３３とスピーカ３４は、図１０に示した警報部２２である。なお、ディスプレイ３３とスピーカ３４のいずれか一方だけでも構わない。

以上より、実施の形態１に係る障害物検出装置１０は、地面からの高さが同一のｘ−ｙ平面に配置され、かつ一直線に並ばない複数の距離センサ１Ａ〜１Ｄの中の２つの距離センサが測定した２つの距離情報を用いてｘ−ｙ平面上における反射点候補を判定する処理を、２つの距離センサの組み合わせを変えて複数回行い、複数の反射点候補を判定する第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２と、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２が判定した反射点候補それぞれについて、反射点候補の判定に用いた２つの距離センサを結ぶ直線を回転中心軸にして反射点候補を回転させた軌跡を求め、複数の反射点候補から求めた複数の軌跡が交わる３次元位置を反射点と判定する反射点判定部１３と、反射点判定部１３が判定した反射点の３次元位置に基づいて反射点が車両１００に衝突するか否かを判定し、衝突すると判定した反射点を障害物として検出する障害物位置判定部１４とを備える構成にした。このため、車両１００の移動の有無にかかわらず、障害物の高さを判定することができる。また、反射波の振幅の大きさから障害物の高さを判定する方法ではないので、反射率に依存せずに信頼性の高い判定が実現できる。

なお、実施の形態１では、図１１に示すように同一水平面に設置された距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうち、距離センサ１Ｃは距離センサ１Ａ，１Ｂと比べて車両１００の前後方向にずらして設置されている。この設置要件の場合、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２は、同一水平面における複数の反射点候補を判定し、反射点判定部１３は、反射点候補の判定に用いた２つの距離センサを結ぶ同一水平面上の直線を回転中心軸にして反射点候補を回転させた軌跡を求めて反射点を判定する。

また、実施の形態１によれば、反射点候補の判定に用いる２つの距離情報として、複数の距離センサ１Ａ〜１Ｄの中のある距離センサが送信した超音波の反射波を同一の距離センサで直接的に受信して測定した距離情報、および超音波を送信した距離センサ以外の距離センサで当該反射波を間接的に受信して測定した距離情報を使用する構成にしたので、１回の超音波送信で２つの距離情報を得ることができ、障害物検出までにかかる時間を短縮できる。原理的には直接送受信を２回行って得た２つの距離情報を使用して２円交点処理を行うことが可能であるが、その場合には超音波の送受信を２回行う必要があるため、１回の超音波送受信で済む上記の場合に比べて、障害物検出までにかかる時間が長くなる。

また、実施の形態１によれば、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２は、高さＨのｘ−ｙ平面上において２つの距離情報を基に描いた２つの円の交点を求める２円交点処理を行い、当該交点を反射点候補と判定する構成にしたので、反射点候補の座標を幾何学的に簡単に計算できる。よって、計算負荷を小さくでき、計算時間を短縮できる。原理的には、直接送受信の距離情報と間接送受信の距離情報を使用した２円交点処理だけでなく、直接送受信の距離情報２つを使用した２円交点処理または間接送受信の距離情報２つを使用した２円交点処理も可能である。しかし、直接送受信の距離情報と間接送受信の距離情報を使用した場合および直接送受信の距離情報２つを使用した場合に比べ、間接送受信の距離情報２つを使用した場合には楕円同士の交点を求めるための計算が複雑になる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、車両に設置された複数の距離センサのうち、地面に水平な同一平面に設置された少なくとも３つの距離センサを用いて、障害物の位置と高さを判定する構成にした。これに対し、実施の形態２では、地面に垂直な同一平面に設置された少なくとも３つの距離センサを用いて、障害物の位置と高さを判定する構成にする。

図１７は、実施の形態２に係る障害物検出装置１０が用いる距離センサ１Ａ〜１Ｄの車両設置例を示す。
図１７（ａ）は車両１００の上面図、図１７（ｂ）は車両１００の側面図である。ｘ軸は車両１００の前後方向、ｙ軸は車両１００の左右方向、ｚ軸は車両１００の高さ方向を示す。車両１００のフロント中央部に距離センサ１Ａ，１Ｂが設置され、フロント左右の角部に１Ｃ，１Ｄが設置されている。これらの距離センサ１Ａ〜１Ｄは、車両１００の前後方向の奥行き（ｘ軸方向の位置）が同一な垂直面（ｙ−ｚ平面）に設置されている。ただし、距離センサ１Ｃ，１Ｄは距離センサ１Ａ，１Ｂに比べて車両１００の高さ方向（ｚ軸方向）にずらして配置されている。

次に、図１７に示す設置要件の場合の、障害物検出装置１０の障害物検出方法を説明する。なお、実施の形態２に係る障害物検出装置１０の構成は、上記実施の形態１の図１０で示した構成と図面上は同じであるため、以下では図１０を援用する。

実施の形態２に係る障害物検出装置１０の障害物位置判定部１４は、直接送受信用として距離センサ１Ａを選択し、間接送受信用として距離センサ１Ｂ，１Ｃを選択し、この選択に基づく指示を送受信回路２１、第１の反射点候補判定部１１、第２の反射点候補判定部１２および反射点判定部１３へ出力する。あるいは、距離センサ１Ｂを直接送受信用、距離センサ１Ｃ，１Ｄを間接送受信用に選択することも可能である。

図１８は、実施の形態２による障害物検出方法を説明する図である。
上記実施の形態１では距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃがｘ−ｙ平面に設置されていたのに対し、実施の形態２ではｙ−ｚ平面に設置されている。そのため、実施の形態１のｘ，ｚ軸を、実施の形態２ではｚ，ｘ軸に置換して、第１の反射点候補、第２の反射点候補および反射点の座標を幾何学計算すればよい。

図１８に示すように、第１の反射点候補判定部１１は、距離センサ１Ａが直接送受信した距離情報と距離センサ１Ａ，１Ｂが間接送受信した距離情報とを用いて２円交点処理を行い、ｙ−ｚ平面上における交点Ｅ（第１の反射点候補）を判定する。第２の反射点候補判定部１２は、距離センサ１Ａが直接送受信した距離情報と距離センサ１Ａ，１Ｃが間接送受信した距離情報とを用いて２円交点処理を行い、ｙ−ｚ平面における交点Ｇ（第２の反射点候補）を判定する。反射点判定部１３は、距離センサ１Ａ，１Ｂを結ぶ直線を回転中心軸４Ｂにして、交点Ｅを回転させた第１の軌跡３Ｂを求める。同様に、反射点判定部１３は、距離センサ１Ａ，１Ｃを結ぶ直線を回転中心軸４Ｃにして、交点Ｇを回転させた第２の軌跡３Ｃを求める。さらに、反射点判定部１３は、第１の軌跡３Ｂと第２の軌跡３Ｃを矢印１０１の射影方向へ射影してｙ−ｚ平面上の線分ＤＥ，ＦＧを求め、これらの線分ＤＥ，ＦＧの交点Ｊ（反射点）の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を判定する。

上記実施の形態１のようにｘ−ｙ平面上の距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを用いると交点Ｊがｚ軸方向に２点存在したが、実施の形態２のようにｙ−ｚ平面上の距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを用いると交点Ｊがｘ軸方向に２点存在することになる。交点Ｊの一方（例えば、図１８に示す交点Ｊ_Ｈ）は車両１００の前方側、もう一方（同図の交点Ｊ_Ｌ）は車体側に在るので、反射点判定部１３は車両１００の前方側の交点Ｊ（同図の交点Ｊ_Ｈ）の座標を採用すればよい。

以上より、実施の形態２では、図１７に示すように同一垂直面に設置された距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうち、距離センサ１Ｃが距離センサ１Ａ，１Ｂと比べて車両１００の上下方向にずらして設置されている設置要件に適した障害物検出装置１０を構成した。具体的には、第１の反射点候補判定部１１および第２の反射点候補判定部１２が、同一垂直面における複数の反射点候補を判定し、反射点判定部１３が、反射点候補の判定に用いた２つの距離センサを結ぶ同一垂直面上の直線を回転中心軸にして反射点候補を回転させた軌跡を求め反射点を判定する。この構成の場合にも、上記実施の形態１と同様に、車両１００の移動の有無にかかわらず障害物の高さを判定することができると共に、反射点の反射率に依存せずに信頼性の高い判定が実現できる。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、車両に設置された複数の距離センサのうち、同一水平面または同一垂直面に設置された少なくとも３つの距離センサを用いて、障害物の位置と高さを判定する構成にした。これに対し、実施の形態３では、同一水平面および同一垂直面に並ばない配置の少なくとも３つの距離センサを用いて、障害物の位置と高さを判定する構成にする。

図１９は、実施の形態３に係る障害物検出装置１０が用いる距離センサ１Ａ〜１Ｄの車両設置例を示す。
図１９（ａ）は車両１００の上面図、図１９（ｂ）は車両１００の側面図である。ｘ軸は車両１００の前後方向、ｙ軸は車両１００の左右方向、ｚ軸は車両１００の高さ方向を示す。車両１００のフロント中央部に距離センサ１Ａ，１Ｂが設置され、フロント左右の角部に距離センサ１Ｃ，１Ｄが設置されている。距離センサ１Ａ〜１Ｄは、ｘ，ｙ，ｚ軸方向すべてにずらして配置されているため、同一水平面にも同一垂直面にも並ばず、かつ一直線上にも並ばない。

次に、図１９に示す設置要件の場合の、障害物検出装置１０の障害物検出方法を説明する。
図２０は、実施の形態３による障害物検出方法を説明する図である。
上記実施の形態１，２では距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃすべてがｘ−ｙ平面またはｙ−ｚ平面に並んでいたが、実施の形態３では図２０（ａ）に示すように距離センサ１Ａ，１Ｂはｙ−ｚ平面上にあるが距離センサ１Ｃはこのｙ−ｚ平面上になく、また距離センサ１Ａ，１Ｃはｘ−ｙ平面上にあるが距離センサ１Ｂはこのｘ−ｙ平面上にない。つまり、３つの距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃすべてが並ぶ同一ｘ−ｙ平面または同一ｙ−ｚ平面が存在しない。

そこで、実施の形態３の障害物検出装置１０は、図２０（ａ）に示すように距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを含む任意の基準平面１０２を設定し、図２０（ｂ）に示すように基準平面１０２と水平なｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ軸および垂直なｚ_Ｔ軸を基準にして第１の反射点候補、第２の反射点候補および反射点の座標を幾何学計算する。車両１００を基準にしたｘ，ｙ，ｚ軸の座標系における距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを、変換後のｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系では距離センサ１Ａ_Ｔ，１Ｂ_Ｔ，１Ｃ_Ｔと表記する。

以下では、図２０（ｂ）に示すように、ｘ_Ｔ−ｙ_Ｔ平面に平行な基準平面１０２を設定し、実施の形態１の障害物検出方法を流用して反射点を計算するが、これに限定されるものではなく、ｙ_Ｔ−ｚ_Ｔ平面に平行な基準平面を設定し、実施の形態２の障害物検出方法を流用して反射点を計算しても構わない。

図２１は、実施の形態３に係る障害物検出装置１０の構成例を示すブロック図である。この障害物検出装置１０は、ｘ，ｙ，ｚ軸の座標系で表現された距離センサ１Ａ〜１Ｄの取り付け位置の座標をｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系に座標変換すると共に、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系で表現された反射点の３次元位置を元のｘ，ｙ，ｚ軸の座標系に座標変換する座標変換部１５を備えている。この座標変換部１５は、図１６のプロセッサ３２がメモリ３１に記憶されているプログラムを実行することにより、実現される。

第１の反射点候補判定部１１ａ、第２の反射点候補判定部１２ａおよび反射点判定部１３ａは、座標変換部１５が座標変換したｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系において、上記実施の形態１と同様の処理を実施する。

第１の反射点候補判定部１１ａは、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系における距離センサ１Ａ_Ｔ，１Ｂ_Ｔ，１Ｃ_Ｔの取り付け位置の座標を、座標変換部１５から取得する。第１の反射点候補判定部１１ａは、距離センサ１Ａが直接送受信した距離情報と距離センサ１Ａ，１Ｂが間接送受信した距離情報とを用いて、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系で２円交点処理を行い、基準平面１０２を含むｘ_Ｔ−ｙ_Ｔ平面上における第１の反射点候補を判定する。
第２の反射点候補判定部１２ａは、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系における距離センサ１Ａ_Ｔ，１Ｂ_Ｔ，１Ｃ_Ｔの取り付け位置の座標を、座標変換部１５から取得する。第２の反射点候補判定部１２ａは、距離センサ１Ａが直接送受信した距離情報と距離センサ１Ａ，１Ｃが間接送受信した距離情報とを用いて、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系で２円交点処理を行い、基準平面１０２を含むｘ_Ｔ−ｙ_Ｔ平面上における第２の反射点候補を判定する。

反射点判定部１３ａは、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系における距離センサ１Ａ_Ｔ，１Ｂ_Ｔ，１Ｃ_Ｔの取り付け位置の座標を、座標変換部１５から取得する。反射点判定部１３ａは、距離センサ１Ａ_Ｔ，１Ｂ_Ｔを結ぶ直線を回転中心軸にして、第１の反射点候補を回転させた第１の軌跡を求める。同様に、反射点判定部１３ａは、距離センサ１Ａ_Ｔ，１Ｃ_Ｔを結ぶ直線を回転中心軸にして、第２の反射点候補を回転させた第２の軌跡を求める。さらに、反射点判定部１３ａは、基準平面１０２を含むｘ_Ｔ−ｙ_Ｔ平面上に第１の軌跡と第２の軌跡を射影して交点を判定する。

反射点判定部１３ａは、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸の座標系における交点の座標（Ｘ_Ｔ，Ｙ_Ｔ，Ｚ_Ｔ）を座標変換部１５へ出力し、元のｘ，ｙ，ｚ軸の座標系における交点の座標（Ｘ，Ｔ，Ｚ）に座標変換させる。反射点判定部１３ａは、座標変換後の交点の座標（Ｘ，Ｔ，Ｚ）を座標変換部１５から取得し、この交点が地面より上に位置する場合、この交点の座標を反射点の情報として障害物位置判定部１４へ出力する。
一方、反射点判定部１３ａは、この座標（Ｘ，Ｔ，Ｚ）の交点が地面より下に位置する場合、この交点に障害物は存在しないと判断し、もう一方の交点（Ｘ_Ｔ，Ｙ_Ｔ，Ｚ’_Ｔ）を座標変換部１５に指示して座標変換させたあと障害物位置判定部１４へ出力する。
また、反射点判定部１３ａは、ｘ_Ｔ−ｙ_Ｔ平面上において第１の反射点候補と第２の反射点候補が一致する場合、この一致位置に障害物が存在すると判断し、この一致位置の座標を座標変換部１５に指示して座標変換させたあと障害物位置判定部１４へ出力する。

以上より、実施の形態３では、図１９に示すように同一水平面および同一垂直面に並ばない配置の距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの設置要件に適した障害物検出装置１０を構成した。具体的には、障害物検出装置１０は、３つの距離センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを含む基準平面１０２の座標系（ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ，ｚ_Ｔ軸）を設定する座標変換部１５を備え、第１の反射点候補判定部１１ａおよび第２の反射点候補判定部１２ａは、座標変換部１５が設定した基準平面１０２における複数の反射点候補を判定し、反射点判定部１３ａは、反射点候補の判定に用いた２つの距離センサを結ぶ基準平面１０２上の直線を回転中心軸にして反射点候補を回転させた軌跡を求め反射点を判定し、座標変換部１５は、反射点判定部１３ａが判定した反射点の３次元位置を、基準平面１０２の座標系から車両１００の座標系（ｘ，ｙ，ｚ軸）に座標変換する。この構成の場合にも、上記実施の形態１と同様に、車両１００の移動の有無にかかわらず障害物の高さを判定することができると共に、反射点の反射率に依存せずに信頼性の高い判定が実現できる。さらに、座標変換部１５を備えたことにより距離センサの設置要件を問わないため、センサ設置の自由度が高まる。

なお、上記実施の形態１〜３では、複数の反射点候補判定部が複数の反射点候補を並行して判定する構成にしたが、１つの反射点候補判定部が判定処理を複数回繰り返し行って複数の反射点候補を判定する構成にしても構わない。

また、上記実施の形態１〜３では、距離センサ１Ａ〜１Ｄとして超音波センサを使用したが、センサの送信波を超音波に限定するものではなく、電波または光などのＴｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式で距離を測定可能なものであればよい。
また、上記実施の形態１〜３では、車両１００のフロント側に設置された距離センサ１Ａ〜１Ｄを使用したが、図２２に示すように車両１００のリア側に設置された距離センサ１Ａ〜１Ｄも使用可能である。その場合、リア側の距離センサ１Ａ〜１Ｄの設置要件に応じて、上記実施の形態１〜３のいずれかの障害物検出方法を選定すればよい。

また、上記実施の形態１〜３では、障害物検出装置１０が障害物を検出した場合、警報部２２が車両１００の乗員に警報を出力して衝突回避行動を促す構成にしたが、この用途に限定されるものではない。例えば、障害物検出装置１０が障害物を検出した場合、制動装置がブレーキ操作を行って衝突を回避または衝突時の衝撃を軽減する構成にしてもよい。

また、上記実施の形態１〜３では、車両に用いる障害物検出装置１０を例示したが、車両の他、三輪または四輪等の電動カート、鉄道、船舶、航空機などの移動体に用いてもよい。

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、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１Ａ、１Ｂ，１Ｃ 距離センサ、２Ａ 円、２Ｂ，２Ｃ 楕円、３Ｂ 円（第１の軌跡）、３Ｃ 円（第２の軌跡）、４Ｂ，４Ｃ 回転中心軸、１０ 障害物検出装置、１１，１１ａ 第１の反射点候補判定部、１２，１２ａ 第２の反射点候補判定部、１３，１３ａ 反射点判定部、１４ 障害物位置判定部、１５ 座標変換部、２０ 衝突判定システム、２１ 送受信回路、２２ 警報部、３０ ＥＣＵ、３１ メモリ、３２ プロセッサ、３３ ディスプレイ、３４ スピーカ、１００ 車両、１０１ 射影方向、１０２ 基準平面。

Claims (7)

1. 送信波を送信して反射波を受信する距離センサにより測定された距離情報を用いて、移動体の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出装置において、
   同一平面に配置され、かつ一直線に並ばない複数の前記距離センサの中の２つの距離センサが測定した２つの距離情報を基に描いた円及び楕円の交点を求める２円交点処理を行い、当該交点を前記同一平面上における前記反射点候補と判定する処理を、前記２つの距離センサの組み合わせを変えて複数回行い、複数の前記反射点候補を判定する反射点候補判定部と、
   前記反射点候補判定部が判定した前記反射点候補それぞれについて、前記反射点候補の判定に用いた前記２つの距離センサを結ぶ直線を回転中心軸にして前記反射点候補を回転させた軌跡を求め、複数の前記反射点候補から求めた複数の前記軌跡が交わる３次元位置を反射点と判定する反射点判定部と、
   前記反射点判定部が判定した前記反射点の３次元位置に基づいて前記反射点が前記移動体に衝突するか否かを判定し、衝突すると判定した前記反射点を前記障害物として検出する障害物位置判定部とを備えることを特徴とする障害物検出装置。
2. 前記距離センサは少なくとも３つとし、当該３つのうちの少なくとも１つは残りの距離センサと比べて前記移動体の上下または前後の方向にずらして配置されていることを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
3. 前記反射点候補判定部が前記反射点候補の判定に用いる前記２つの距離情報は、複数の前記距離センサの中のある距離センサが送信した送信波の反射波を同一の前記距離センサで直接的に受信して測定した距離情報、および前記送信波を送信した前記距離センサ以外の距離センサで前記反射波を間接的に受信して測定した距離情報であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の障害物検出装置。
4. 前記距離センサは同一水平面に配置された少なくとも３つであり、当該３つのうちの少なくとも１つは残りの距離センサと比べて前記移動体の前後方向にずらして配置されている場合、
   前記反射点候補判定部は、前記同一水平面上における複数の前記反射点候補を判定し、
   前記反射点判定部は、前記反射点候補の判定に用いた２つの前記距離センサを結ぶ前記同一水平面上の直線を回転中心軸にして前記反射点候補を回転させた軌跡を求めて前記反射点を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の障害物検出装置。
5. 前記距離センサは同一垂直面に配置された少なくとも３つであり、当該３つのうちの少なくとも１つは残りの距離センサと比べて前記移動体の上下方向にずらして配置されている場合、
   前記反射点候補判定部は、前記同一垂直面上における複数の前記反射点候補を判定し、
   前記反射点判定部は、前記反射点候補の判定に用いた２つの前記距離センサを結ぶ前記同一垂直面上の直線を回転中心軸にして前記反射点候補を回転させた軌跡を求めて前記反射点を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の障害物検出装置。
6. 前記距離センサは同一水平面および同一垂直面に並ばない配置の少なくとも３つである場合、
   前記３つの距離センサを含む基準平面の座標系を設定する座標変換部を備え、
   前記反射点候補判定部は、前記座標変換部が設定した前記基準平面における複数の前記反射点候補を判定し、
   前記反射点判定部は、前記反射点候補の判定に用いた２つの前記距離センサを結ぶ前記基準平面上の直線を回転中心軸にして前記反射点候補を回転させた軌跡を求めて前記反射点を判定し、
   前記座標変換部は、前記反射点判定部が判定した前記反射点の３次元位置を、前記基準平面の座標系から前記移動体の座標系に座標変換することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の障害物検出装置。
7. 送信波を送信して反射波を受信する距離センサにより測定された距離情報を用いて、移動体の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出方法において、
   反射点候補判定部が、同一平面に配置され、かつ一直線に並ばない複数の前記距離センサの中の２つの距離センサが測定した２つの距離情報を基に描いた円及び楕円の交点を求める２円交点処理を行い、当該交点を前記同一平面上における前記反射点候補と判定する処理を、前記２つの距離センサの組み合わせを変えて複数回行い、複数の前記反射点候補を判定し、
   反射点判定部が、前記反射点候補判定部が判定した前記反射点候補それぞれについて、前記反射点候補の判定に用いた前記２つの距離センサを結ぶ直線を回転中心軸にして前記反射点候補を回転させた軌跡を求め、複数の前記反射点候補から求めた複数の前記軌跡が交わる３次元位置を反射点と判定し、
   障害物位置判定部が、前記反射点判定部が判定した前記反射点の３次元位置に基づいて前記反射点が前記移動体に衝突するか否かを判定し、衝突すると判定した前記反射点を前記障害物として検出することを特徴とする障害物検出方法。

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