JP6528382B2

JP6528382B2 - 車両用障害物検出装置

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Publication number: JP6528382B2
Application number: JP2014215722A
Authority: JP
Inventors: 充保松浦; 強志安藤; 敬之弘光; 大林　幹生; 幹生大林; 宏亘石嶋
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: WO2016063526A1; DE112015004796B4; DE112015004796T5; US20170219702A1; US10948592B2; JP2016085043A; CN107076849A; CN107076849B

Description

本発明は、探査波を送受信して障害物を検出する車両用障害物検出装置に関する。

探査波を送受信して障害物を検出する車両用障害物検出装置は、車両の異なる複数の部位に配置された複数の探査波センサを備える場合がある。特許文献１では、探査波として超音波を送信する超音波センサを複数備える。各超音波センサは障害物までの距離を検出し、その距離が設定値以下となったときに、障害物の位置する方向を報知部から報知する。報知部を制御する制御手段は、車両の右前センサのみが障害物を検知した場合には、右前を表す表示器を点灯させる。

特許第３５５０３２２号公報

障害物が探査波センサの探査波照射範囲から外れてしまうと、障害物を検出できない。したがって、各探査波センサの探査波照射範囲と隣接する探査波照射範囲との間に隙間が生じないように、複数の探査波センサを配置することが望まれる。

ところが、意匠上の制約や、設置スペースが確保できる場所の制限により、互いに隣り合う探査波照射範囲の間に隙間が生じる探査波センサの配置となってしまうこともある。この隙間は、探査波センサが配置されているセンサ配置面の近傍に生じやすい。探査波は、センサ配置面から離れる方向に照射されるのであり、センサ配置面に沿った方向に照射されるのではないからである。

障害物が車両に近いほど、障害物までの距離を決定する必要性が高い。したがって、センサ配置面付近にある探査波照射範囲間の隙間に障害物が存在していても、その障害物までの距離を決定できることが望まれる。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、センサ配置面付近にある探査波照射範囲間の隙間に障害物が存在していても、障害物までの距離を決定することができる車両用障害物検出装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための本発明は、車両に搭載され、車両の所定部位に配置され、探査波を送信し、探査波が障害物で反射して生じた反射波を受信して、障害物までの距離を検出するための第１探査波センサ（１０Ａ）と、車両において、反射波を受信することができる位置に配置され、反射波を受信して障害物までの距離を検出するための第２探査波センサ（１０Ｂ）と、障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきているか否かを判定する接近判定部（２６）と、第１探査波センサを用いて検出した障害物までの距離であって、第１探査波センサと障害物までの距離の１／２の距離である直接波距離と、第２探査波センサを用いて検出した障害物までの距離であって、第１探査波センサから障害物までの距離と障害物から第２探査波センサまでの距離の和の１／２の距離である間接波距離との距離差を算出する距離差算出部（２４）と、探査波が送信されてから第１探査波センサが反射波を受信するまでの時間差および探査波が送信されてから第２探査波センサが反射波を受信するまでの時間差から、運転支援制御に用いる障害物距離を決定し、接近判定部が、障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきていると判定している状態であって、間接波距離が予め設定された距離範囲から外れたことに基づいて、障害物距離を距離範囲以下の距離とする距離決定部（２８）と、間接波距離の変化量を算出する変化量算出部（２５）とを備え、接近判定部は、距離差算出部が算出した距離差と、変化量算出部が算出した変化量とに基づいて、障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきているか否かを判定することを特徴とする車両用障害物検出装置である。

本発明では、間接波距離に基づいて、障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきているか否かを判定する。間接波は、第１探査波センサと第２探査波センサの間にある障害物で反射している可能性が高い。したがって、間接波距離を用いると、障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきているか否かを、精度よく判定できる。

障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきているのであれば、障害物が検出できなくなった場合には、障害物は、第１探査波センサと第２探査波センサの探査波照射範囲間の隙間に移動したと考えることができる。

また、障害物が車両に接近してきている状態であれば、間接波距離が、前回よりも長い距離になることもないはずである。したがって、障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきている状態で、間接波距離が、予め設定された距離範囲よりも遠い距離になった場合には、それまで検出できていた障害物は、第１探査波センサと第２探査波センサの探査波照射範囲間の隙間に移動して検出できなくなり、代わりに、別の障害物を検出した状態であると推定できる。

そこで、接近判定部が、障害物が、第１探査波センサと第２探査波センサとの間にあり、かつ、車両に接近してきていると判定している状態であれば、距離決定部は、間接波距離が、予め設定された距離範囲から外れても、障害物距離をその距離範囲以下の距離とする。これにより、センサ配置面付近にある探査波照射範囲間の隙間に障害物が存在していても、障害物距離を決定することができる。

実施形態の車両用障害物検出装置１の構成図である。超音波センサ１０の取り付け位置を示す図である。超音波センサ１０が実行する処理を説明するフローチャートである。ＥＣＵ２０が実行する処理を示すフローチャートである。図４の接近状態判定処理の詳細を示すフローチャートである。図４の報知距離決定処理の詳細を示すフローチャートである。障害物位置通知画像４０を示す図である。直接波距離と間接波距離を説明する図である。車両Ｃに対する障害物８０の位置を例示する図である。図９の位置に障害物８０が位置している場合の障害物位置通知画像４０を示す図である。車両Ｃに対する障害物８０の位置を例示する図である。図１１の位置に障害物８０が位置している場合の障害物位置通知画像４０を示す図である。車両Ｃに対する障害物８０の位置を例示する図である。図１３の位置に障害物８０が位置している場合の障害物位置通知画像４０を示す図である。変形例１における報知距離決定処理（Ｓ３２）の一部を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す車両用障害物検出装置１は、超音波センサ１０、ＥＣＵ２０、表示部３０を備えている。超音波センサ１０は探査波センサに相当する。この超音波センサ１０は８つ備えられている。それら８つの超音波センサ１０は、図２に示すように、車両Ｃの前端面および後端面にそれぞれ４つずつ備えられている。

詳しくは、車両Ｃの前端面には、左角に超音波センサ１０ＦＬ、中央部分における左側に超音波センサ１０ＦＬＣ、中央部分における右側に超音波センサ１０ＦＲＣ、右角に超音波センサ１０ＦＲが備えられている。また、車両Ｃの後端面には、左角に超音波センサ１０ＲＬ、中央部分における左側に超音波センサ１０ＲＬＣ、中央部分における右側に超音波センサ１０ＲＲＣ、右角に超音波センサ１０ＲＲが備えられている。
これら、８つの超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣ、１０ＲＲを特に区別する必要がないときは、単に、超音波センサ１０と記載する。なお、車両Ｃの前端面、後端面は、それぞれセンサ配置面である。

（超音波センサ１０の構成）
超音波センサ１０は、送受信部１１、送信回路部１２、受信回路部１３、送信制御部１４、距離算出部１５、通信部１６を備える。

送受信部１１は、超音波である送信波を発生させ、その送信波を送信するとともに、外部から入ってくる超音波を受信する。そして、受信した超音波の大きさを示す信号を受信回路部１３に出力する。送受信部１１が受信する超音波には、送信波が外部の物体で反射して生じた反射波がある。

送信回路部１２は、送信制御部１４から送信指示信号が入力された場合にパルス信号を生成し、そのパルス信号を送受信部１１に出力する。送受信部１１は、このパルス信号により駆動させられて、パルス状の送信波を送信する。

受信回路部１３は、送受信部１１から入力された信号に対して、増幅およびＡ／Ｄ変換を行い、増幅およびＡ／Ｄ変換後の信号（以下、反射波信号）を、距離算出部１５に出力する。

送信制御部１４は、ＥＣＵ２０から送信された送信指示信号を通信部１６から取得した場合に、送信指示信号を送信回路部１２に出力する。また、送信指示信号を出力したことを距離算出部１５に通知する。また、送信制御部１４は、受信指示信号をＥＣＵ２０から取得することもある。受信指示信号は、送信波の送信は行わずに、受信のみを行うことを指示する信号である。なお、このとき、隣接する超音波センサ１０が送信波を送信している。この受信指示信号を取得した場合にも、受信指示信号を取得したことを距離算出部１５に通知する。

距離算出部１５は、この距離算出部１５と同じ超音波センサ１０が備える送受信部１１、あるいは、隣接する超音波センサ１０の送受信部１１が送信波を送信してから、物体検出閾値以上の反射波を受信するまでの時間差から、物体までの距離を算出する。

送受信部１１が送信波を送信する時点は、送信制御部１４から、送信指示信号を出力したこと、あるいは、受信指示信号を取得したことの通知を受けた時点とする。物体検出閾値以上の反射波を受信した時点は、送信波を送信した時点の所定時間後から始まる反射波検出期間において、最初に、反射波信号が物体検出閾値を超えた時点とする。この時間差に音速を乗じた値の１／２が物体までの距離である。距離算出部１５が算出した距離を、以下、検知距離という。

なお、検知距離の上限は数ｍあるいはそれ以上であり、検知距離の上限に位置する障害物が検出できるように、送受信部１１が送信する送信波の大きさや、受信回路部１３のゲインは設定されている。そして、検知距離の上限が数ｍ以上に設定される場合、前端面、後端面それぞれにおいて互いに隣接する超音波センサ１０の間隔は検知距離の上限より小さい。したがって、各超音波センサ１０は、自身に隣接する超音波センサ１０が送信した送信波が障害物で反射して生じた反射波、すなわち、間接波を受信することができる。

ただし、中央部分の２つの超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ間の距離は、近距離範囲に障害物が存在していても、その障害物が超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣから等距離にあると、直接波でも間接波でも障害物を検出できないほどに離隔している。たとえば、超音波センサ１０ＦＬＣと超音波センサ１０ＦＲＣとの間の距離は６０〜１００ｃｍである。本実施形態では、中央部分の２つの超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ間において近距離範囲に存在する障害物の存在を、図６の処理により推定する。

通信部１６は、距離算出部１５が算出した検知距離を、ＬＩＮバス５０を介して、ＥＣＵ２０の通信部２１に送信する。また、通信部１６は、ＥＣＵ２０の通信部２１が送信した送信指示信号、受信指示信号を受信して、その送信指示信号、受信指示信号を送信制御部１４に出力する。

（ＥＣＵ２０の構成）
ＥＣＵ２０は、通信部２１、距離取得部２２、送受信タイミング制御部２３、距離差算出部２４、変化量算出部２５、接近判定部２６、移動停止状態取得部２７、距離決定部２８を備える。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどを備えた公知の回路構成である。ＥＣＵ２０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、距離取得部２２、送受信タイミング制御部２３、距離差算出部２４、変化量算出部２５、接近判定部２６、移動停止状態取得部２７、距離決定部２８として機能する。なお、ＥＣＵ２０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

通信部２１は、通信インターフェースであり、ＬＩＮバス５０を介して、超音波センサ１０と通信する。また、ＥＣＵ２０は、車内ＬＡＮ６０を介して、表示部３０、車両状態決定部７０とも接続されている。

距離取得部２２、送受信タイミング制御部２３、距離差算出部２４、変化量算出部２５、接近判定部２６、移動停止状態取得部２７、距離決定部２８の処理は、図４〜図６を用いて後述する。

（表示部３０）
表示部３０は、車両Ｃの車室内において運転者が視認可能な位置に配置され、図７に示す障害物位置通知画像４０を表示する。この障害物位置通知画像４０は、その中心に車両Ｃを意味する車両図形４１が位置している。車両図形４１の周囲には、左前報知エリア図形４２、中央前報知エリア図形４３、右前報知エリア図形４４、左後報知エリア図形４５、中央後報知エリア図形４６、右後報知エリア図形４７が配置されている。

これらの報知エリア図形４２〜４７は、障害物を検出した方向および位置を車両Ｃの乗員に報知するために、検出した障害物の方向および位置に対応する１つまたは複数の報知エリア図形４２〜４７が点灯させられる。

また、左前報知エリア図形４２は、車両図形４１に接近離隔する方向に並ぶ近距離報知図形４２ａ、中距離報知図形４２ｂ、遠距離報知図形４２ｃを備えている。他のコーナー部に対応する報知エリア図形４４、４５、４７も、同様に、近距離報知図形４４ａ、４５ａ、４７ａ、中距離報知図形４４ｂ、４５ｂ、４７ｂ、遠距離報知図形４４ｃ、４５ｃ、４７ｃを備えている。

また、中央前報知エリア図形４３、中央後報知エリア図形４６は、車両図形４１に接近離隔する方向に並ぶ近距離報知図形４３ａ、４６ａ、中距離報知図形４３ｂ、４６ｂ、遠距離報知図形４３ｃ、４６ｃ、最遠距離報知図形４３ｄ、４６ｄを備えている。これら距離報知図形が選択的に点灯することにより、障害物までの距離が示される。

（車両状態決定部７０）
車両状態決定部７０は、車両Ｃの移動停止状態が、移動状態であるか停止状態であるかを逐次決定する。移動停止状態の決定には、たとえば車速センサが検出する車速を用いる。そのほかにも、車両Ｃに備えられた加速度センサが検出する加速度、車輪速センサの検出値等を用いて移動停止状態を決定してもよい。

（超音波センサ１０が行う処理）
次に、図３を用いて、各超音波センサ１０が実行する処理の流れを説明する。超音波センサ１０は、たとえば、通電時、この図３に示す処理を繰り返し実行する。図３において、ステップＳ２〜Ｓ８は送信制御部１４が行い、ステップＳ１０は受信回路部１３が行い、ステップＳ１２、Ｓ１４は距離算出部１５が行う。

ステップＳ２では、ＥＣＵ２０の送受信タイミング制御部２３が出力した送信指示信号を、通信部１６を介して取得したか否かを判断する。この判断がＮＯであればステップＳ６に進み、ＹＥＳであればステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、送受信部１１から送信波を送信させる。すなわち、送信指示信号を送信回路部１２に出力する。送信指示信号が入力されると、送信回路部１２はパルス信号を生成し、そのパルス信号を送受信部１１に出力する。これにより、パルス状の送信波が送受信部１１から送信される。

ステップＳ６では、受信指示信号を取得したか否かを判断する。なお、ＥＣＵ２０は、受信指示信号を必ず送信指示信号とともに送信する信号であるので、受信指示信号は送信せずに、送信指示信号を受信指示信号とみなしてステップＳ６などの判断を実行してもよい。

このステップＳ６の判断がＮＯであれば図３の処理を終了し、ＹＥＳであればステップＳ８に進む。ステップＳ８では、送信指示信号あるいは受信指示信号を取得したことを距離算出部１５に通知する。

ステップＳ１０では、一定期間、超音波を受信する。ステップＳ１２では、送信波を送信した時点と、反射波の強度が物体検知閾値を超えた時点との時間差を算出し、この時間差に音速を乗じた値の１／２を検知距離として算出する。物体検出閾値以上の反射波を受信しなかった場合には、検知距離は算出しないことになる。ステップＳ１４では、ステップＳ１２で検知距離を算出していれば、その検知距離をＥＣＵ２０に出力する。

（ＥＣＵ２０が行う処理）
次に、図４を用いて、ＥＣＵ２０が実行する処理を説明する。この図４の処理は、障害物検出条件が成立している場合に繰り返し実行される。障害物検出条件は、たとえば、イグニッションがオンであって、車速が一定車速未満であるという条件である。一定車速は、たとえば、３０ｋｍ／ｈである。

図４の処理において、ステップＳ２０、Ｓ２２、Ｓ３６は送受信タイミング制御部２３が実行し、ステップＳ２４は距離取得部２２が実行する。ステップＳ３０、Ｓ３２の実行主体は図５、図６で説明する。ステップＳ３４は距離決定部が実行する。

ステップＳ２０では、いずれかの超音波センサ１０から送信波を送信させる送信タイミングとなったか否かを判断する。本実施形態では、車両Ｃの前端面に配置された超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ、１０ＦＲの送信タイミングと、後端面に配置された超音波センサ１０ＲＬ、１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣ、１０ＲＲの送信タイミングを別々に制御する。したがって、前端面側の超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ、１０ＦＲが送信タイミングとなったか、および、後端面側の超音波センサ１０ＲＬ、１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣ、１０ＲＲが送信タイミングとなったかを別々に判断する。また、ステップＳ２２〜Ｓ２６までの処理も、前端面側の超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ、１０ＦＲと、後端面側の超音波センサ１０ＲＬ、１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣ、１０ＲＲで別々に行う。

送信タイミングは、各超音波センサ１０の送受信期間に基づいて決定される。１つの超音波センサ１０の送受信期間は予め設定されており、たとえば、数十ミリ秒〜数百ミリ秒である。ステップＳ２０の判断がＮＯであればステップＳ２０を繰り返し実行し、ＹＥＳであればステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、送信指示信号および受信指示信号を超音波センサ１０に対して出力する。具体的には、送信タイミングとなっている超音波センサ１０に対しては、送信指示信号および受信指示信号を出力する。また、送信タイミングとなっている超音波センサ１０に隣接している超音波センサ１０に対しては、受信指示信号を出力する。

したがって、たとえば、左前角の超音波センサ１０ＦＬが送信タイミングとなっているときは、左前角の超音波センサ１０ＦＬには送信指示信号と受信指示信号とを送信し、前側中央部分における左側の超音波センサ１０ＦＬＣには受信指示信号を送信する。

また、前側中央部分における左側の超音波センサ１０ＦＬＣが送信タイミングとなっているときは、その超音波センサ１０ＦＬＣには送信指示信号と受信指示信号とを送信する。そして、左前角の超音波センサ１０ＦＬと、前側中央部分における右側の超音波センサ１０ＦＲには受信指示信号を送信する。

続くステップＳ２４では、受信指示信号を出力した超音波センサ１０が検知距離を算出していれば、その検知距離を取得する。なお、送信指示信号を送信した超音波センサ１０から取得した検知距離は、直接波から算出した検知距離であることになる。一方、受信指示信号のみを送信した超音波センサ１０から取得した検知距離は、間接波から算出した検知距離であることになる。

ステップＳ３０では、接近状態を決定する。接近状態は報知エリア毎に決定する。報知エリアは、６つの報知エリア図形４２〜４７にそれぞれ対応している６つのエリアである。

このステップＳ３０の処理は図５に詳しく示す。図５において、ステップＳ３０２、Ｓ３０８は接近判定部２６が実行し、ステップＳ３０４は距離差算出部２４が実行し、ステップＳ３０６は変化量算出部２５が実行する。

ステップＳ３０２では、直接波距離を取得したか否かを判断する。直接波距離とは、この接近状態決定処理を行う報知エリアに対応する超音波センサ１０（以下、対応超音波センサ）が直接波から算出した検知距離である。たとえば、中央前報知エリアに対応するのは、超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣである。ステップＳ３０２の判断がＮＯであれば、ステップＳ３０４を実行することなく、ステップＳ３０６に進む。この判断がＮＯになるのは、たとえば、超音波センサ１０が直接波により障害物を検出できる直接波検出範囲と、その超音波センサ１０に隣接する別の超音波センサ１０の直接波検出範囲の間に隙間が存在し、その隙間に障害物が存在する場合である。

ステップＳ３０２の判断がＹＥＳであればステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、直接波距離と間接波距離との距離差を算出する。間接波距離は、対応超音波センサが送信した送信波から生じた間接波を、対応超音波センサに隣接する超音波センサ１０が受信して算出した検知距離である。直接波距離および間接波距離ともに検知距離であるので、これらの距離は時間差に音速を乗じた値の１／２により算出する。

ここで、直接波距離と間接波距離を図８を用いて具体的に説明する。図８において、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ１０は、それぞれ、超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ、１０ＦＲが算出した直接波距離である。Ｄ２、Ｄ３は、超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ間の超音波の送受信により算出した間接波距離である。また、Ｄ５、Ｄ６は超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ間の超音波の送受信により算出した間接波距離、Ｄ８、Ｄ９は超音波センサ１０ＦＲＣ、１０ＦＲ間の超音波の送受信により算出した間接波距離である。

距離差の具体例を説明すると、中央前報知エリアに対応する直接波距離は、Ｄ４とＤ７である。また、中央前報知エリアに対する対応超音波センサは、超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣである。超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣが関与する間接波距離として、Ｄ５、Ｄ６がある。

したがって、中央前報知エリアについての距離差は次の（１）、（２）である。すなわち、（１）Ｄ５（またはＤ６）−Ｄ４、（２）Ｄ５（またはＤ６）−Ｄ７の２つである。なお、（）内に示すように、Ｄ５に代えてＤ６を用いてもよい。これら（１）、（２）のうち、直接波距離および間接波距離がともに算出されている距離差を算出する。続くステップＳ３０６では、間接波距離の変化量を算出する。この変化量は、算出された間接波距離が所定の距離以下、たとえば、後述する遠距離に含まれる距離以下となった場合に記憶しておいた間接波距離と、今回の間接波距離との差である。

続くステップＳ３０８では、ステップＳ３０６で変化量を算出した障害物の接近状態を決定する。接近状態は、間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０の間を障害物が車両Ｃに向かって接近してきている状態であるか否かである。

したがって、接近状態は、次の第１、第２条件を判断する。第１条件は、障害物が間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０の間にあるか否かを判断する条件である。この第１条件は、距離差が障害物までの距離から定まる閾値以下であるか、または、直接波距離が算出されていない且つ間接波が算出されているという条件である。

この障害物までの距離から定まる閾値は、間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０の間の距離を底辺とし、障害物の位置を頂点とする三角形において、障害物が２つの超音波センサ１０の間の所定範囲にあるときの底辺以外の２辺の長さの差の最大値である。この三角形において、底辺以外の２辺の長さは、それぞれ直接波距離および間接波距離に相当するので、三角形の底辺以外の２辺の長さの差は、直接波距離と間接波距離の差、すなわち距離差に相当する。したがって、障害物が２つの超音波センサ１０の間にあるとした場合の底辺以外の２辺の長さの差の最大値を閾値とすれば、距離差が閾値以下である場合、障害物は、２つの超音波センサ１０の間にあることになる。

第１条件に、距離差が障害物までの距離から定まる閾値以下であるか否かという条件の他に、直接波距離が算出されていない且つ間接波が算出されているという条件が含まれている理由は、次の通りである。すなわち、ステップＳ３０２で説明したように、障害物が２つの超音波センサ１０の間にあっても、２つの超音波センサ１０の直接波検出範囲の間に隙間があると、直接波を検出することができないからである。距離差が障害物までの距離から定まる閾値以下であるか、直接波距離が算出されていない且つ間接波が算出されていれば、第１条件成立である。

第２条件は、変化量が０よりも小さいという条件である。この第２条件は、障害物が車両Ｃに近づいているかを判定している条件である。

第１条件、第２条件がともに成立すれば、接近状態は、間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０の間を障害物が接近してきている状態である。

図５を実行したら、図４のステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、報知距離を報知エリア毎に決定する。報知距離は請求項の障害物距離に相当する。このステップＳ３２の処理の詳細は図６に示す。

図６において、ステップＳ３２１では、車内ＬＡＮ６０を介して、車両状態決定部７０から車両Ｃの移動停止情報を取得する。このステップＳ３２１は請求項の移動停止状態取得部２７が実行する。図６において以降の処理は距離決定部２８が実行する。

続くステップＳ３２２では、ステップＳ３２１で取得した移動停止状態に基づいて、車両Ｃが移動中であるか、停止中であるかを判断する。停止中であると判断した場合（Ｓ３２２：ＮＯ）にはステップＳ３２３に進み、移動中であると判断した場合（Ｓ３２２：ＹＥＳ）には、ステップＳ３２５に進む。

ステップＳ３２３では、移動停止状態が停止中に変化してから、予め設定された移動状態保持期間内であるか否かを判断する。移動状態保持期間を設けている理由は、移動停止状態の判定精度を考慮しているからである。すなわち、障害物検出条件が成立しているときの車速は極低速である場合も多く、極低速であるときにおける移動停止状態の判断精度は一般的に低い。そのため、短期間の間に、移動中と停止中の切り替わりが起こり、制御が不安定になる恐れがあるからである。

移動状態保期間は、実験に基づいて適宜決定すればよく、たとえば、数秒〜１０秒程度である。この移動状態保持期間は請求項の所定期間に相当する。移動状態保持期間内であると判断した場合（Ｓ３２３：ＹＥＳ）には、ステップＳ３２２で移動中であると判断した場合と同様、ステップＳ３２５に進み、移動状態保持期間内ではないと判断した場合（Ｓ３２３：ＮＯ）にはステップＳ３２４に進む。

ステップＳ３２４では、報知距離を決定しようとしている報知エリアに対して算出された検知距離のうち最小値を報知距離とする。

ステップＳ３２５では、障害物が、報知エリアに対応する間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０の間を、障害物が接近している状態であるか否かを判断する。この判断は、図５のステップＳ３０８で決定した接近状態の結果を用いて行う。ステップＳ３２５の判断がＮＯであればステップＳ３３１に進み、ＹＥＳであればステップＳ３２６に進む。

ステップＳ３２６では、前回、報知エリアに対して算出された間接波距離のうち最小値が中距離であったか否かを判断する。なお、中距離とは、中距離報知図形４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂ、４６ｂ、４７ｂにより障害物の存在を報知する距離である。本実施形態では、報知距離を中距離とする範囲が、請求項の予め設定された距離範囲である。

また、近距離は、近距離報知図形４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａ、４７ａにより障害物の存在を報知する距離である。遠距離は、遠距離報知図形４２ｃ、４３ｃ、４４ｃ、４５ｃ、４６ｃ、４７ｃにより障害物の存在を報知する距離であり、最遠距離は、最遠距離報知図形４３ｄ、４６ｄにより障害物の存在を報知する距離である。

前回の報知距離が中距離でない場合（Ｓ３２６：ＮＯ）には、ステップＳ３３０に進む。ステップＳ３３０の処理はステップＳ３２４と同様であり、報知距離を決定しようとしている報知エリアに対して算出された検知距離のうち最小値を報知距離とする。

たとえば、図９に示す位置に存在している障害物８０は、超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣの障害物検出範囲９０ＦＬＣ、９０ＦＲＣの重複範囲に位置しているとする。また、超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣが算出した検知距離の最小値が、遠距離に含まれる値であったとする。この場合、後述するステップＳ３４の処理において、図１０に示すように、障害物位置通知画像４０の中央前報知エリア図形４３の遠距離報知図形４３ｃが点灯することになる。

前回の報知距離が中距離であり、ステップＳ３２６の判断がＹＥＳとなった場合にはステップＳ３２７に進む。ステップＳ３２７では、今回は、間接波距離が算出されていないか否かを判断する。間接波距離が算出されている場合にはステップＳ３２８に進む。

ステップＳ３２８では、報知エリアに対して算出された間接波距離のうち最小値が、遠距離以上であるか否かを判断する。この判断がＮＯであれば前述したステップＳ３３０に進む。したがって、報知エリアに対して算出された検知距離のうち最小値が、中距離に含まれる値である場合も、ステップＳ３３０を実行することになる。

たとえば、図９に示した状態から車両Ｃが障害物８０の方向に進行して、車両Ｃと障害物８０の相対位置が図１１に示す位置になり、このときの車両Ｃから障害物８０までの距離が中距離であるとすると、ステップＳ３２８の判断がＮＯになる。図１２は、図１１の状態における障害物位置通知画像４０の表示例であり、中央前報知エリア図形４３の中距離報知図形４３ｂが点灯している。

ステップＳ３２７の判断がＹＥＳである場合、または、ステップＳ３２８の判断がＹＥＳである場合にはステップＳ３２９に進む。ステップＳ３２９では、障害物までの距離を近距離とする。したがって、間接波距離が算出されていなくても（Ｓ３２７：ＹＥＳ）、また、検知距離の最小値が遠距離であっても（Ｓ３２８：ＹＥＳ）、障害物までの距離を近距離とすることになる。

この理由を説明する。ステップＳ３２５の判断がＹＥＳであれば、障害物は、報知エリアに対応する間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０の間を車両Ｃに向かって接近している状態である。前回の報知距離が中距離である場合（Ｓ３２６：ＹＥＳ）には、障害物は、前回の報知時よりも、さらに車両Ｃに近づいている可能性が高い。

車両Ｃのセンサ配置面の近傍であって、超音波センサ１０の間には、障害物を検出できない検出不能範囲が存在する。図１３には、超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣの間に存在する検出不能範囲８２を示している。この検出不能範囲８２は、超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣの超音波照射範囲間の隙間である。

中距離に存在していた障害物が、さらに車両Ｃに近づいている可能性が高い状態で、間接波距離が算出されていない場合には、図１３に示すように、障害物８０が検出不能範囲８２内に入ったと推定することが妥当である。そこで、ステップＳ３２９を実行するのである。この場合、後述するステップＳ３４の処理において、図１４に示すように、中央前報知エリア図形４３の近距離報知図形４３ａが点灯する。

また、中距離に存在していた障害物が、さらに車両Ｃに近づいている可能性が高い状態では、検知距離の最小値は遠距離にならないはずである。それにもかかわらず、検知距離の最小値が遠距離になった場合、それまで検出していた障害物は検出不能範囲に入って検出できなくなり、代わりに、検出不能になった障害物よりも遠方の障害物を検出した状態であると推定できる。そこで、ステップＳ３２８の判断がＹＥＳである場合にも、ステップＳ３２９を実行するのである。

このようにステップＳ３２９は、それまでの障害物の位置の推移から、近距離範囲に障害物が入ったと判断できる場合に、障害物までの距離を近距離と推定している。この推定を解除するか否かをステップＳ３３１以下で判断する。

ステップＳ３３１では、障害物の距離を近距離と推定している状態であるか否かを判断する。この判断がＮＯであれば前述したステップＳ３２４に進み、ＹＥＳであればステップＳ３３２に進む。

ステップＳ３３２では、障害物が存在していると推定している近距離範囲の周囲の検出範囲で障害物を検出したか否かを判断する。この周囲の検出範囲を例示すると、中央前報知エリアの近距離範囲に対する周囲の検出範囲は、中央前報知エリアの中距離範囲、左前報知エリアの近距離範囲、右前報知エリアの近距離範囲である。また、左前報知エリアの中距離範囲、右前報知エリアの中距離範囲を加えてもよい。

ステップＳ３３２の判断がＹＥＳであればステップＳ３３３に進む。ステップＳ３３２の判断がＹＥＳであれば、近距離に存在していた障害物が移動したと推定できる。そこで、ステップＳ３３３では、近距離に障害物が存在しているという推定を解除し、報知距離を決定しようとしている報知エリアに対して算出された検知距離のうち最小値を報知距離とする。

ステップＳ３２４、Ｓ３２９、Ｓ３３０、Ｓ３３３のいずれかを実行したら、図４のステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、ステップＳ３２４、Ｓ３２９、Ｓ３３０、Ｓ３３３のいずれかを実行することにより決定した報知距離を、障害物位置通知画像４０を用いて運転者に報知する。

ステップＳ３６では、送信波を送信させる超音波センサ１０を次の超音波センサ１０に切り替える。そして、次の超音波センサ１０に対して、ステップＳ２０以下を実行する。なお、前端面側の４つの超音波センサ１０の全部から送信波を送信した場合、次の超音波センサ１０は、その４つの超音波センサ１０のうち最初に送信波を送信することになっている超音波センサ１０である。また、端面側の４つの超音波センサ１０の全部から送信波を送信した場合も同様に、次の超音波センサ１０は、４つの超音波センサ１０のうち最初に送信波を送信することになっている超音波センサ１０である。

（実施形態の効果）
以上、説明した本実施形態では、ステップＳ３０４で算出した距離差と、ステップＳ３０６で算出した変化量とに基づいて、障害物が間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０の間にあり、かつ、車両Ｃに接近してきているか否かを決定する（Ｓ３０８）。ここで、次の説明において、間接波距離に関わる２つの超音波センサ１０のうち、送信側を第１超音波センサ１０Ａ、受信側を第２超音波センサ１０Ｂとする。図９、図１１、図１３に示した例において、第１超音波センサ１０Ａを超音波センサ１０ＦＬＣとし、第２超音波センサ１０Ｂを超音波センサ１０ＦＲＣとする。これら第１超音波センサ１０Ａ、第２超音波センサ１０Ｂは、それぞれ、請求項の第１探査波センサ、第２探査波センサに相当する。なお、逆に、超音波センサ１０ＦＲＣが第１超音波センサ１０Ａ、超音波センサ１０ＦＬＣが第２超音波センサ１０Ｂとなることもある。また、その他の超音波センサ１０も、送信指示信号を取得した場合は第１超音波センサ１０Ａとなり、受信指示信号を取得した場合には第２超音波センサ１０Ｂとなる。

ステップＳ３０６で算出している変化量は間接波距離の変化量である。その理由は、間接波は、第１超音波センサ１０Ａと第２超音波センサ１０Ｂの間にある障害物で反射している可能性が高いからである。加えて、図９、１１、１３に示しているように、障害物８０の位置が第１、第２超音波センサ１０Ａ、１０Ｂの間であると、障害物８０の位置が第１、第２超音波センサ１０Ａ、１０Ｂの間ではない場合よりも距離差は小さくなる。

したがって、ステップＳ３０４で算出した距離差と、ステップＳ３０６で算出した変化量とを用いると、障害物が、第１超音波センサ１０Ａと第２超音波センサ１０Ｂの間にあり、かつ、車両Ｃに接近してきているか否かを、精度よく判定できる。

障害物が、第１超音波センサ１０Ａと第２超音波センサ１０Ｂとの間にあり、かつ、車両Ｃに接近してきているのであれば（Ｓ３２５：ＹＥＳ）、その障害物が検出できなくなった場合には（Ｓ３２７：ＹＥＳ）、その障害物は、図１３に示すように、第１超音波センサ１０Ａと第２超音波センサ１０Ｂの間にある検出不能範囲８２に移動したと考えることができる。

また、障害物が車両Ｃに接近してきている状態であれば、間接波距離が、前回よりも長い距離に変化することもないはずである。したがって、ステップＳ３２５がＹＥＳである状態で、前回は中距離であった報知距離が（Ｓ３２６：ＹＥＳ）、遠距離になった場合（Ｓ３２８：ＹＥＳ）、それまで検出できていた障害物は、第１超音波センサ１０Ａと第２超音波センサ１０Ｂの間にある検出不能範囲８２に移動して検出できなくなり、代わりに、別の障害物を検出した状態であると推定できる。

そこで、ステップＳ３２７がＹＥＳ、あるいは、ステップＳ３２８がＹＥＳである場合には、報知範囲を、それまでの中距離よりも車両Ｃに近い近距離とする（Ｓ３２９）。これにより、センサ配置面付近にある検出不能範囲８２に障害物８０が存在していても、報知距離を決定することができる。

また、障害物が近距離に存在するとの推定（Ｓ３２９）、および、その解除（Ｓ３３３）は、１００％の精度で行えるとは限らない。そこで、車両Ｃが移動中でなく（Ｓ３２２：ＮＯ）、かつ、移動状態保持期間でもない場合（Ｓ３２３：ＮＯ）には、報知距離を近距離と推定しない。車両Ｃが移動中でなく（Ｓ３２２：ＮＯ）、かつ、移動状態保持期間でもない場合には、近距離に障害物が存在することを推定する必要性が低いからである。

これにより、障害物が近距離に存在しないのに、近距離に存在すると推定してしまったり、すでに障害物が近距離に存在していないのに、まだ、近距離に障害物が存在すると推定し続けてしまうことを抑制できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

＜変形例１＞
図１５に示すように、ステップＳ３２２の判断がＹＥＳとなった場合、ステップＳ３２２Ａを実行してもよい。ステップＳ３２２Ａでは、間接波距離が増加したか否かを判断する。このステップＳ３２２Ａを実行する時点では、周囲の検出範囲で障害物が検出できているので、間接波距離も算出できている場合が多い。間接波距離が増加しているかの判断には、今回の間接波距離と、ステップＳ３２９を実行する前における最新の間接波距離を用いる。また、ステップＳ３２２の判断がＹＥＳとなった後、すでに、複数回、間接波距離を算出している場合には、ステップＳ３２２の判断がＹＥＳとなった以降の過去の間接波距離を、ステップＳ３２９を実行する直前に検出した間接波距離に代えて用いてもよい。

ステップＳ３２２Ａの判断がＹＥＳであればステップＳ３３３に進み、ＮＯであればステップＳ３２９に進む。周囲の検出範囲で障害物を検出したと判断した（Ｓ３３２：ＹＥＳ）時点では、その直前は、障害物は検出できていない範囲に存在していたのであることから、障害物は、超音波センサ１０により安定して検出できる位置に存在していない可能性もある。そのため、ステップＳ３３２の判断のみで、障害物が近距離に存在するとの推定を解除してしまうと、直後に再び障害物を検出できなくなり、障害物が存在する範囲を、すぐに、再び近距離であると推定することになる可能性もある。したがって、報知制御が不安定になる、すなわち、報知レベルが短時間の間に変動してしまう恐れもある。

これに対して、変形例１では、周囲の検出範囲で障害物を検出したと判断し（Ｓ３２２：ＹＥＳ）、かつ、間接波距離が増加していると判断した場合（Ｓ３３２Ａ：ＹＥＳ）、障害物が近距離に存在するとの推定を解除する（Ｓ３３３）。間接波距離が増加している場合、障害物は超音波センサ１０により安定して検出できる位置に存在していると考えられる。したがって、変形例１のようにすることで報知制御が安定する。

＜変形例２、３＞
前述の実施形態では、車両Ｃから障害物までの距離に基づいて、障害物の存在を車両Ｃの乗員に報知する報知制御を行なっていた。しかし、報知制御に代えて、あるいは報知制御に加えて、その他の運転支援制御、たとえば、自動制動制御を行なってもよい（変形例２）。

また、表示部３０を用いる報知制御に代えて、あるいは、表示部３０を用いる報知制御に加えて、音により障害物の存在を報知してもよい（変形例３）。

＜変形例４＞
前述の実施形態では、ステップＳ３２７の判断がＹＥＳ、あるいは、ステップＳ３２８の判断がＹＥＳである場合、障害物までの距離をそれまでの中距離よりも近い近距離としていた。しかし、ステップＳ３２７の判断がＹＥＳ、あるいは、ステップＳ３２８の判断がＹＥＳである場合に、障害物までの距離を中距離に維持してもよい。このようにしても、障害物までの距離を決定して、運転支援制御を継続することはできる。

＜変形例５＞
前述の実施形態では、前回の報知距離が中距離である場合のみ、ステップＳ３２７を実行していたが、前回の報知距離が近距離である場合にも、ステップＳ３２８を実行してもよい。

＜変形例６＞
また、変形例５においては、ステップＳ３２８の判断において中距離を加えてもよい。

＜変形例７＞
前述の実施形態では、超音波センサ１０が距離算出部１５を備えていた。すなわち、前述の実施形態では直接波距離および間接波距離を超音波センサ１０が算出していた。しかし、これら直接波距離および間接波距離をＥＣＵ２０が算出してもよい。

直接波距離および間接波距離をＥＣＵ２０が算出する場合、超音波センサ１０は、前述の時間差までを算出し、この時間差をＥＣＵ２０に送信する。そして、ＥＣＵ２０が、時間差に音速を乗じた値の１／２を計算して直接波距離あるいは間接波距離とする。

あるいは、時間差もＥＣＵ２０が算出してもよい。この場合、超音波センサ１０は、物体検出閾値以上の反射波を受信したことをＥＣＵ２０に送信する。超音波センサ１０の送受信部１１が送信波を送信した時点は、その超音波センサ１０から送信波を送信したことを取得してもよいし、また、ＥＣＵ２０が超音波センサ１０に送信指示信号を出力した時点としてもよい。

１：車両用障害物検出装置、１０：超音波センサ、１０Ａ：第１超音波センサ、１０Ｂ：第２超音波センサ、２０：ＥＣＵ、２１：通信部、２２：距離取得部、２３：送受信タイミング制御部、２４：距離差算出部、２５：変化量算出部、２６：接近判定部、２７：移動停止状態取得部、２８：距離決定部、３０：表示部、４０：障害物位置通知画像、４１：車両図形、４２：左前報知エリア図形、４３：中央前報知エリア図形、４４：右前報知エリア図形、４５：左後報知エリア図形、４６：中央後報知エリア図形、４７：右後報知エリア図形、７０：車両状態決定部、８０：障害物、８２：検出不能範囲、９０ＦＬＣ：障害物検出範囲、９０ＦＲＣ：障害物検出範囲

Claims

車両に搭載され、
前記車両の所定部位に配置され、探査波を送信し、前記探査波が障害物で反射して生じた反射波を受信して、前記障害物までの距離を検出するための第１探査波センサ（１０Ａ）と、
前記車両において、前記反射波を受信することができる位置に配置され、前記反射波を受信して前記障害物までの距離を検出するための第２探査波センサ（１０Ｂ）と、
前記障害物が、前記第１探査波センサと前記第２探査波センサとの間にあり、かつ、前記車両に接近してきているか否かを判定する接近判定部（２６）と、
前記第１探査波センサを用いて検出した前記障害物までの距離であって、前記第１探査波センサと前記障害物までの距離の１／２の距離である直接波距離と、前記第２探査波センサを用いて検出した前記障害物までの距離であって、前記第１探査波センサから前記障害物までの距離と前記障害物から前記第２探査波センサまでの距離の和の１／２の距離である間接波距離との距離差を算出する距離差算出部（２４）と、
前記探査波が送信されてから前記第１探査波センサが前記反射波を受信するまでの時間差および前記探査波が送信されてから前記第２探査波センサが前記反射波を受信するまでの時間差から、運転支援制御に用いる障害物距離を決定し、前記接近判定部が、前記障害物が、前記第１探査波センサと前記第２探査波センサとの間にあり、かつ、前記車両に接近してきていると判定している状態であって、前記間接波距離が予め設定された距離範囲から外れたことに基づいて、前記障害物距離を前記距離範囲以下の距離とする距離決定部（２８）と、
前記間接波距離の変化量を算出する変化量算出部（２５）とを備え、
前記接近判定部は、前記距離差算出部が算出した前記距離差と、前記変化量算出部が算出した前記変化量とに基づいて、前記障害物が、前記第１探査波センサと前記第２探査波センサとの間にあり、かつ、前記車両に接近してきているか否かを判定することを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項１において、
前記距離決定部は、前記接近判定部が、前記障害物が、前記第１探査波センサと前記第２探査波センサとの間にあり、かつ、前記車両に接近してきていると判定している状態であって、前記間接波距離が予め設定された距離範囲から外れたことに基づいて、前記障害物距離を、前記距離範囲よりも近い近距離範囲内の距離であるとすることを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項１または２において、
前記距離決定部は、前記接近判定部が、前記障害物が、前記第１探査波センサと前記第２探査波センサとの間にあり、かつ、前記車両に接近してきていると判定している状態であって、前記間接波距離が予め設定された距離範囲から外れ、かつ、前記車両が移動中であることに基づいて、前記障害物距離を、前記距離範囲以下の距離とすることを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項３において、
前記車両の移動停止状態が、移動状態であるか、停止状態であるかを取得する移動停止状態取得部（２７）を備え、
前記移動停止状態取得部が取得した前記移動停止状態が前記移動状態から前記停止状態に変化しても、前記距離決定部は、所定期間、前記車両が移動中であるとすることを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項２において、
前記距離決定部は、前記障害物距離を前記近距離範囲内の距離とした後、前記障害物を前記近距離範囲の周囲の検出範囲に検出したことに基づいて、前記障害物距離を、前記直接波距離および前記間接波距離に基づいて定まる距離とすることを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項５において、
前記距離決定部は、前記障害物距離を前記近距離範囲内の距離とした後、前記障害物を前記近距離範囲の周囲の検出範囲に検出し、かつ、前記間接波距離が増加したことに基づいて、前記障害物距離を、前記直接波距離および前記間接波距離に基づいて定まる距離とすることを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記接近判定部は、前記直接波距離が算出されないために前記距離差が算出されない場合、前記距離差が算出されず、且つ、前記間接波距離が算出されていることと、前記変化量算出部が算出した前記変化量とに基づいて、前記障害物が、前記第１探査波センサと前記第２探査波センサとの間にあり、かつ、前記車両に接近してきているか否かを判定することを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記第１探査波センサおよび前記第２探査波センサは、前記車両の前後方向の端面において、車幅方向の中央部に配置されていることを特徴とする車両用障害物検出装置。