JP6557958B2

JP6557958B2 - 車両用障害物検出装置

Info

Publication number: JP6557958B2
Application number: JP2014215720A
Authority: JP
Inventors: 充保松浦; 康孝新; 強志安藤; 大林　幹生; 幹生大林
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: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: JP2016085041A; DE112015004800T5; US20170242120A1; CN107076850A; US11067688B2; WO2016063528A1; CN107076850B

Description

本発明は、超音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。

超音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超音波センサを備える。特許文献１では、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

複数の超音波センサを備えた障害物検出装置を車両に適用する場合、報知範囲の境界線を、超音波センサが備えられている車両表面（以下、センサ取付面）に対して平行に近づけることが望まれる。そこで、他の超音波センサが送信した超音波が物体で反射して生じた反射波を受信して、物体を検出することが考えられる。以下、他の超音波センサが送信した超音波が物体で反射して生じた反射波を間接波とし、自身の超音波センサが送信した超音波が物体で反射して生じた反射波を直接波とする。また、超音波センサが送信した超音波を送信波とする。

個々の超音波センサの報知範囲の境界線は円弧状になっている。そのため、互いに隣接する２つの超音波センサの報知範囲の境界線が重複する部分では、車両のセンサ取付面から報知範囲の境界までの距離が、超音波センサの正面方向における報知範囲の境界までの距離よりも短い。

しかし、間接波を受信して物体を検出するようにすれば、センサ取付面から間接波による報知範囲の境界までの直線距離は、互いに隣接する２つの超音波センサの中間位置において最も長くなる。したがって、直接波による報知範囲に、間接波による報知範囲を重畳させることにより、重畳後の報知範囲の境界は、センサ取付面に対して平行に近くなる。

しかし、間接波を受信するようにした場合、障害物が存在する方向を、送信波を送信した超音波センサに対応付けられた方向に決定しても、また、間接波を受信した超音波センサに対応付けられた方向に決定しても、実際に障害物が存在している方向とは異なった方向を報知してしまい、車両の乗員に違和感を与えてしまう恐れがあった。

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、車両のセンサ取付面から報知範囲の境界までの距離が、超音波センサまでの距離によって変動する程度を小さくし、かつ、障害物を検出した方向を表している報知内容の違和感が少ない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第１発明は、車両（Ｃ）に搭載され、車両の所定部位に配置されて、超音波を送受信して障害物までの距離を検出するための第１超音波センサ（１０ｃ）と、車両において、第１超音波センサが送信する超音波が障害物で反射して生じた反射波を受信することができる位置に配置され、超音波を送受信して障害物までの距離を検出するための第２超音波センサ（１０ｎ）と、第１超音波センサが送信した超音波を第１超音波センサが受信した第１直接波により、車両に対して障害物を検出する方向を意味する第１報知エリア、および、第１報知エリアとは異なるエリアであって、第２超音波センサが送信した超音波を第２超音波センサが受信した第２直接波により、車両に対して障害物を検出する方向を意味する第２報知エリアを含む所定の報知エリアの一つまたは複数に、設定距離以下に存在する障害物を検出したことを報知する報知部（３０）と、報知部から報知する報知内容を制御する制御部（２４）と、を備え、制御部は、第１報知エリアに障害物を検出したと報知するか否かの判断に、第１超音波センサが送信した超音波を第２超音波センサが受信して算出した障害物までの距離である第１間接波距離と、第２超音波センサが送信した超音波を第１超音波センサが受信して算出した障害物までの距離である第２間接波距離を用いるか否かを、第１超音波センサが、第１超音波センサが送信した超音波を受信して算出した障害物までの距離である第１直接波距離が算出されているかどうかと、第２超音波センサが、第２超音波センサが送信した超音波を受信して算出した障害物までの距離である第２直接波距離が算出されているかどうかとに基づいて決定する車両用障害物検出装置であって、制御部は、第２超音波センサを用いて第２直接波距離を算出していない場合、第１超音波センサを用いて第１直接波距離を算出していなくても、第１間接波距離、第２間接波距離を、第１報知エリアに障害物を検出したことを報知するか否かの判断に用いることを特徴とする車両用障害物検出装置である。
第２発明は、車両（Ｃ）に搭載され、車両の所定部位に配置されて、超音波を送受信して障害物までの距離を検出するための第１超音波センサ（１０ｃ）と、車両において、第１超音波センサが送信する超音波が障害物で反射して生じた反射波を受信することができる位置に配置され、超音波を送受信して障害物までの距離を検出するための第２超音波センサ（１０ｎ）と、第１超音波センサが送信した超音波を第１超音波センサが受信した第１直接波により、車両に対して障害物を検出する方向を意味する第１報知エリア、および、第１報知エリアとは異なるエリアであって、第２超音波センサが送信した超音波を第２超音波センサが受信した第２直接波により、車両に対して障害物を検出する方向を意味する第２報知エリアを含む所定の報知エリアの一つまたは複数に、設定距離以下に存在する障害物を検出したことを報知する報知部（３０）と、報知部から報知する報知内容を制御する制御部（２４）と、を備え、制御部は、第１報知エリアに障害物を検出したと報知するか否かの判断に、第１超音波センサが送信した超音波を第２超音波センサが受信して算出した障害物までの距離である第１間接波距離と、第２超音波センサが送信した超音波を第１超音波センサが受信して算出した障害物までの距離である第２間接波距離を用いるか否かを、第１超音波センサが、第１超音波センサが送信した超音波を受信して算出した障害物までの距離である第１直接波距離が算出されているかどうかと、第２超音波センサが、第２超音波センサが送信した超音波を受信して算出した障害物までの距離である第２直接波距離が算出されているかどうかとに基づいて決定する車両用障害物検出装置であって、制御部は、第１超音波センサを用いて第１直接波距離を算出しておらず、かつ、第２超音波センサを用いて第２直接波距離を算出していることに基づいて、第１間接波距離、第２間接波距離を、第１報知エリアに障害物を検出したことを報知するか否かの判断に用いないことを特徴とする車両用障害物検出装置である。

第１報知エリアに障害物を検出したと報知するか否かの判断に、第１超音波センサが送信した超音波を第２超音波センサが受信して算出した障害物までの距離である第１間接波距離と、第２超音波センサが送信した超音波を第１超音波センサが受信して算出した障害物までの距離である第２間接波距離を用いるようにしている。これにより、間接波を受信した場合にも、障害物を検出したことを報知できるので、報知範囲の境界を車両のセンサ取付面に対して平行に近くできる。

ただし、これら第１間接波距離、第２間接波距離を、第１報知エリアに障害物を検出したと報知するか否かの判断に用いるか否かを、第１超音波センサが、その第１超音波センサが送信した超音波を受信して算出した障害物までの距離である第１直接波距離と、第２超音波センサが、その第２超音波センサが送信した超音波を受信して算出した障害物までの距離である第２直接波距離とに基づいて決定する。

第２超音波センサが直接波を受信した場合には障害物は第２報知エリアに存在すると考えられるので、第２直接波距離は第１報知エリアとは直接関係がない。しかし、第１超音波センサおよび第２超音波センサの一方が、他方の間接波を受信した状況では、障害物は、第１超音波センサと第２超音波センサの間に存在する部分がある可能性が高い。

そこで、第１、第２間接波距離に関連する第１超音波センサ、第２超音波センサが、それぞれ直接波を受信して算出した第１直接波距離、第２直接波距離を用いることで、障害物が第１超音波センサに近いか、第２超音波センサに近いかが判断できる。この判断をして第１間接波距離、第２間接波距離を、第１報知エリアに障害物を検出したと報知するか否かの判断に用いるか否かを決定する。これにより、障害物が第２報知エリアに存在するのに、第１報知エリアに障害物を検出したと報知してしまうことや、障害物が第１報知エリアに存在するのに、第１報知エリアに障害物を検出したと報知しないことが抑制される。したがって、障害物を検出した方向を表している報知内容の違和感が少なくなる。

さらに、三角測量法の手法を用いて障害物の方向を決定する場合に比較して、簡単な計算で済む利点がある。したがって、制御部は、それほど高速に処理を行う必要がないので、安価な装置とすることができる。

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。障害物位置通知画像４０を示す図である。候補距離と決定条件を、左後報知エリアに当てはめて具体的に示す図である。図６、図８における距離Ｄを示している図である。候補距離と決定条件を、中央後報知エリアに当てはめて具体的に示す図である。第１表示例が表示されているときの車両Ｃと壁６０の位置関係を示す図である。本実施形態を適用した場合の第１表示例を示す図である。第２表示例が表示されているときの車両Ｃと壁７０の位置関係を示す図である。本実施形態を適用した場合の第２表示例を示す図である。第３表示例が表示されているときの車両Ｃと壁８０の位置関係を示す図である。本実施形態を適用した場合の第３表示例を示す図である。

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、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。

（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（ただし１０ｍ以下）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以下である。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。

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、報知制御部２４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、報知制御部２４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は表示部３０とも接続されている。

距離取得部２２は、通信部２１およびＬＩＮバス５０を介して、８つの超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣ、１０ＲＲの距離算出部１５がそれぞれ算出した検知距離を取得する。

送受信タイミング制御部２３は、超音波センサ１０から送信波を送信させるタイミングおよび、反射波を受信するタイミングを制御する。この送受信タイミング制御部２３の処理は、図４を用いて後述する。

報知制御部２４は、８つの超音波センサ１０ＦＬ、１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣ、１０ＦＲ、１０ＲＬ、１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣ、１０ＲＲから取得した検知距離に基づいて、表示部３０に示された障害物位置通知画像４０（図５参照）の表示内容を制御する。報知制御部２４が請求項の制御部に相当する。この報知制御部２４の処理も、図４を用いて後述する。

（表示部３０）
表示部３０は請求項の報知部に相当するものである。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５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３つの距離報知図形４２ａ、４２ｂ、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、３つの距離報知図形４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４７ａ、４７ｂ、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４つの距離報知図形４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、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。

（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、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が実行し、ステップＳ３０〜Ｓ３４は報知制御部２４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〜Ｓ２８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、報知距離を決定するために用いる検知距離を、報知エリア毎に決定する。本実施形態では、報知距離は、報知距離を決定するために用いることに決定した検知距離のうちの最小値を報知距離とする。したがって、報知距離を決定するために用いることに決定した検知距離は、報知距離の候補となる。以下、報知距離を決定するために用いる検知距離を候補距離とする。

いずれの報知エリアについても、その報知エリアに対応する超音波センサ１０の直接波から算出した検知距離は候補距離に含める。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。したがって報知エリア図形４２〜４７に対して、それぞれ対応する超音波センサ１０が定まる。

左前報知エリア図形４２には、車両Ｃの前端面の左角に配置された超音波センサ１０ＦＬが対応し、中央前報知エリア図形４３には、車両Ｃの前端面の中央部分に配置された２つの超音波センサ１０ＦＬＣ、１０ＦＲＣが対応する。また、右前報知エリア図形４４には車両Ｃの前端面の右角に配置された超音波センサ１０ＦＲが対応する。左後報知エリア図形４５には、車両Ｃの後端面の左角に配置された超音波センサ１０ＲＬが対応し、中央後報知エリア図形４６には、車両Ｃの後端面の中央部分に配置された２つの超音波センサ１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣが対応する。また、右後報知エリア図形４７には車両Ｃの後端面の右角に配置された超音波センサ１０ＲＲが対応する。

間接波については、超音波の送信側および受信側がともに報知エリアに対応する超音波センサ１０であるか、いずれか一方が候補距離を決定しようとしている報知エリアとは異なる報知エリアに対応しているかにより処理が異なる。なお、候補距離を決定しようとしている報知エリアは請求項の第１報知エリアに相当し、候補距離を決定しようとしている報知エリアの隣に位置する報知エリアが請求項の第２報知エリアに相当する。

ここでの間接波は、超音波の送信側および受信側の少なくとも一方の超音波センサ１０が、候補距離を決定する対象としている報知エリアに対応している超音波センサ１０になっている間接波に限られる。

前者、すなわち、超音波の送信側および受信側がともに報知エリアに対応する超音波センサ１０である場合には、間接波から算出した検知距離は候補距離とする。報知エリアに対応する超音波センサ１０が、その報知エリアに対応する超音波センサ１０が送信した超音波を受信している点で、直接波と同じだからである。

後者については、次の第１決定条件および第２決定条件に基づいて、検知距離を候補距離とするか否かを決定する。

第１決定条件は、候補距離を決定しようとしている報知エリアに対応している側の超音波センサ１０が、直接波距離を算出していることである。以下、候補距離を決定しようとしている報知エリアに対応している超音波センサ１０を、該当超音波センサ１０ｃという。直接波距離は、該当超音波センサ１０ｃが直接波で算出した検知距離である。また、該当超音波センサ１０ｃが算出した直接波距離を、該当直接波距離という。

第２決定条件は、候補距離を決定しようとしている報知エリアに対応していない側の超音波センサ１０が、設定距離以下の直接波距離を算出していないことである。設定距離は、障害物を検出したと報知する上限距離として設定された距離である。以下、該当超音波センサ１０ｃに隣接し、かつ、候補距離を決定しようとしている報知エリアに対応していない側の超音波センサ１０を、隣接超音波センサ１０ｎという。なお、該当超音波センサ１０ｃは請求項の第１超音波センサに相当し、隣接超音波センサ１０ｎは請求項の第２超音波センサに相当する。また、該当直接波距離は請求項の第１直接波距離に相当し、隣接直接波距離は請求項の第２直接波距離に相当する。

第１決定条件および第２決定条件のいずれか一方でも成立している場合には、間接波から算出した検知距離（以下、間接波距離）を候補距離とする。第１決定条件、第２決定条件のいずれも成立していない場合には、間接波距離は候補距離としない。

（候補距離と決定条件の具体例）
以上の説明を具体的な報知エリアとして、左後報知エリアと、中央後報知エリアに当てはめて説明する。図６に示すように、左後報知エリアでは、該当超音波センサ１０ｃは超音波センサ１０ＲＬであり、隣接超音波センサ１０ｎは超音波センサ１０ＲＬＣである。また、候補距離は、該当直接波距離（Ｄ１）と、第１間接波距離（Ｄ２）と、第２間接波距離（Ｄ３）である。これら、該当直接波距離、第１間接波距離、第２間接波距離における（）内の符号は、図７に示す距離Ｄ１〜Ｄ１０のいずれであるかを意味している。

該当直接波距離（Ｄ１）は、この左後報知エリアに対応する該当超音波センサ１０ｃである超音波センサ１０ＲＬが算出した直接波距離である。第１間接波距離（Ｄ２）は、左後報知エリアにおける該当超音波センサ１０ｃである超音波センサ１０ＲＬが送信側、隣接超音波センサ１０ｎである超音波センサ１０ＲＬＣが受信側となる間接波により算出した距離である。第２間接波距離（Ｄ３）は、反対に、該当超音波センサ１０ｃである超音波センサ１０ＲＬが受信側、隣接超音波センサ１０ｎである超音波センサ１０ＲＬＣが送信側となる間接波により算出した距離である。

図６に示すように、該当直接波距離（Ｄ１）は条件なく候補距離とする。一方、第１間接波距離（Ｄ２）、第２間接波距離（Ｄ３）は決定条件を満たした場合に候補距離とする。決定条件は、該当直接波距離（Ｄ１）が算出されたという第１決定条件と、隣接直接波距離（Ｄ４）が算出されていないという第２決定条件のいずれかが成立したことである。換言すれば、図６に除外条件として示すように、該当直接波距離（Ｄ１）が算出されておらず、かつ、隣接直接波距離（Ｄ４）が算出されている場合、第１間接波距離（Ｄ２）、第２間接波距離（Ｄ３）は、候補距離に含めない。

次に、図８を用いて、中央後報知エリアに対する候補距離を説明する。中央後報知エリアに対する該当超音波センサ１０ｃは、超音波センサ１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣの２つある。したがって、図８に示すように、中央後報知エリアの候補距離には、２つの該当直接波距離（Ｄ４）、（Ｄ７）がある。また、超音波の送信側および受信側がともに中央後報知エリアに対応する超音波センサ１０ＲＬＣ、１０ＲＲＣになっている間接波によっても検知距離が算出される。以下、この検知距離をエリア内間接波距離という。中央後報知エリアに対するエリア内間接波距離は、図７、図８に示しているように、Ｄ５、Ｄ６である。これら該当直接波距離（Ｄ４）、（Ｄ７）、エリア内間接波距離（Ｄ５）、（Ｄ６）は、条件なく候補距離とする。

また、隣接超音波センサ１０ｎは超音波センサ１０ＲＬ、１０ＲＲである。該当超音波センサ１０ｃ、隣接超音波センサ１０ｎが２つずつあることから、第１間接波距離、第２間接波距離もそれぞれ２つある。図８に示すように、中央後報知エリアの候補距離には、該当超音波センサ１０ｃが超音波センサ１０ＲＬＣである第１間接波距離（Ｄ３）、第２間接波距離（Ｄ２）が含まれる。また、該当超音波センサ１０ｃが超音波センサ１０ＲＲＣである第１間接波距離（Ｄ８）、第２間接波距離（Ｄ９）も含まれる。

これら第１間接波距離（Ｄ３）、（Ｄ８）、第２間接波距離（Ｄ２）、（Ｄ９）は第１、第２決定条件のいずれかを満たした場合に候補距離とする。該当超音波センサ１０ｃが超音波センサ１０ＲＬＣである第１間接波距離（Ｄ３）、第２間接波距離（Ｄ２）に対する第１決定条件は、該当直接波距離（Ｄ４）が算出されたという条件である。また、第２決定条件は、隣接直接波距離（Ｄ１）が算出されていないという条件である。換言すれば、図８に除外条件として示すように、該当直接波距離（Ｄ４）が算出されておらず、かつ、隣接直接波距離（Ｄ１）が算出されている場合、第１間接波距離（Ｄ３）、第２間接波距離（Ｄ２）は、候補距離に含めない。

一方、該当超音波センサ１０ｃが超音波センサ１０ＲＲＣである第１間接波距離（Ｄ８）、第２間接波距離（Ｄ９）に対する第１決定条件は、該当直接波距離（Ｄ７）が算出されたという条件である。また、第２決定条件は、隣接直接波距離（Ｄ１０）が算出されていないという条件である。換言すれば、図８に除外条件として示すように、該当直接波距離（Ｄ７）が算出されておらず、かつ、隣接直接波距離（Ｄ１０）が算出されている場合、第１間接波距離（Ｄ８）、第２間接波距離（Ｄ９）は、候補距離に含めない。

ステップＳ３２では、ステップＳ３０で報知エリアごとに決定した候補距離のうちの最小値を、各報知エリアの報知距離に決定する。ステップＳ３４では、ステップＳ３２で決定した報知距離に応じた報知を表示部３０から行う。

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。

（第１表示例）
以上、説明した本実施形態の障害物位置通知画像４０の表示例を説明する。第１表示例は、図９に示すように、障害物である壁６０が、車両Ｃの左斜後方に位置している。この壁６０は、車両Ｃよりも後方になるほど車両Ｃの幅方向中心に近づく向きになっている。図９において、破線で示す矢印は、反射波がいずれの超音波センサ１０にも受信されていないことを意味する。一方、実線の矢印は、いずれかの超音波センサ１０により受信された反射波またはその反射波を生じた送信波であることを意味する。

したがって、図９の例では、超音波センサ１０ＲＬ、１０ＲＬＣは、ともに、直接波を受信できていない。一方、超音波センサ１０ＲＬが送信した送信波により生じた間接波を超音波センサ１０ＲＬＣは受信している。

この状況の場合、左後報知エリアについては、該当直接波距離（Ｄ１）は算出されない。一方、第１間接波距離（Ｄ２）が算出される。また、隣接直接波距離（Ｄ４）は算出されないので、第２決定条件が成立し、第１間接波距離（Ｄ２）は候補距離となる。したがって、左後報知エリア図形４５に、報知距離に対応した距離報知図形４５ｃが点灯する。

中央後報知エリアについては、第２間接波距離（Ｄ２）が算出されている。そして、隣接直接波距離（Ｄ１）が算出されていないので第２決定条件が成立する。したがって、第２間接波距離（Ｄ２）は候補距離となる。その結果、中央後報知エリア図形４６は、報知距離に対応した距離報知図形４６ｃが点灯する。

ここで、仮に、間接波距離を、間接波を受信した超音波センサ１０に対応する報知エリアしか候補距離としないとすれば、図９に示すように、車両Ｃの左後方に壁６０があるにも関わらず、左後報知エリア図形４５は点灯しないことになる。しかし、本実施形態では、第１間接波距離（Ｄ２）も左後報知エリアの候補距離とするので、車両Ｃの左後方に壁６０がある状況において左後報知エリア図形４５が点灯する。したがって、障害物位置通知画像４０を見た車両の乗員に違和感を与えてしまうことを抑制できる。

（第２表示例）
第２表示例は、図１１に示すように、障害物である壁７０が、車両Ｃの真後ろから右斜後方にかけて位置している。図１１における矢印の意味は図９と同じである。図１１の例では、超音波センサ１０ＲＬは直接波を受信できていないが、超音波センサ１０ＲＬＣは直接波を受信できている。また、超音波センサ１０ＲＬも、超音波センサ１０ＲＬＣからの間接波は受信できている。

この状況の場合、左後報知エリアについては、該当直接波距離（Ｄ１）は算出されない。また、隣接直接波距離（Ｄ４）が算出される。したがって、除外条件が成立するので、第１間接波距離（Ｄ２）、第２間接波距離（Ｄ３）も候補距離から除外される。その結果、図１２に示すように、左後報知エリア図形４５は点灯しない。

中央後報知エリアについては、該当直接波距離（Ｄ４）が算出され、この該当直接波距離（Ｄ４）は条件なく候補距離となるので、報知距離が決定される。したがって、中央後報知エリア図形４６は、報知距離に対応した距離報知図形４６ｃが点灯する。

ここで、仮に、第１間接波距離（Ｄ２）、第２間接波距離（Ｄ３）を、条件なく左報知エリアの候補距離としてしまうと、図１１に示すように、車両Ｃの左後方には壁７０がないにも関わらず、左後報知エリア図形４５を点灯させてしまうことになる。しかし、本実施形態では、第１間接波距離（Ｄ２）、第２間接波距離（Ｄ３）を候補距離とする決定条件を設定しており、この決定条件を満たさない場合には、それら第１間接波距離（Ｄ２）、第２間接波距離（Ｄ３）を候補距離としない。これにより、車両Ｃの左後方に壁７０がない状況において左後報知エリア図形４５を点灯させてしまい、障害物位置通知画像４０を見た車両の乗員に違和感を与えてしまうことを抑制できる。

（第３表示例）
第３表示例は、図１３に示すように、障害物である壁８０が、車両Ｃの左斜め後ろに位置している。図１３における矢印の意味は図９と同じである。図１３の例では、超音波センサ１０ＲＬは直接波を受信できているが、超音波センサ１０ＲＬＣは直接波を受信できていない。ただし、超音波センサ１０ＲＬＣも、超音波センサ１０ＲＬからの間接波は受信できている。

この状況の場合、左後報知エリアについては、該当直接波距離（Ｄ１）が算出され、この該当直接波距離（Ｄ１）は条件なく候補距離となるので、報知距離が決定される。したがって、図１４に示すように、左後報知エリア図形４５は、報知距離に対応した距離報知図形４５ｂが点灯する。

中央後報知エリアについては、該当直接波距離（Ｄ４）、（Ｄ７）は算出されず、また、エリア内間接波距離（Ｄ５）、（Ｄ６）も算出されない。また、第２間接波距離（Ｄ２）は算出されるが、その第２間接波距離（Ｄ２）に対応する除外条件が成立する。すなわち、該当直接波距離（Ｄ４）が算出されず、かつ、隣接直接波距離（Ｄ１）が算出される。したがって、図１４に示すように、中央後報知エリア図形４６は点灯しないので、車両Ｃの後正面に壁８０がない状況において中央後報知エリア図形４６を点灯させてしまい、障害物位置通知画像４０を見た車両の乗員に違和感を与えてしまうことを抑制できる。

（実施形態の効果）
以上、説明した本実施形態によれば、報知エリアに障害物を検出したと報知するか否かの判断、すなわち、報知エリアに対する報知距離を決定するために、その報知距離の候補となる候補距離として、第１間接波距離と第２間接波距離を含めている。これにより、報知範囲の境界をセンサ取付面である車両Ｃの前端面あるいは後端面に対して平行に近くできる。また、たとえば、図１０の第１表示例で説明したように、車両Ｃに対して斜めに配置されている障害物が存在する方向を、運転者に違和感なく報知することができる。

加えて、第１間接波距離、第２間接波距離は、決定条件が成立した場合に候補距離とし、除外条件が成立した場合には候補距離としていない。決定条件は、該当直接波距離と隣接直接波距離とに基づいて決定する。後者、すなわち隣接直接波距離は、候補距離を決定しようとしている報知エリアとは直接関係がない。しかし、該当超音波センサ１０ｃおよび隣接超音波センサ１０ｎの一方が他方の間接波を受信した状況では、障害物は、該当超音波センサ１０ｃと隣接超音波センサ１０ｎの間に存在する部分がある可能性が高い。

そこで、第１、第２間接波距離に関連する超音波センサである該当超音波センサ１０ｃ、隣接超音波センサ１０ｎが、それぞれ直接波を受信して算出した第１直接波距離、第２直接波距離を用いる。これにより、障害物が該当超音波センサ１０ｃに近いか、隣接超音波センサ１０ｎに近いかが判断できる。この判断をして第１間接波距離、第２間接波距離を、候補距離を決定しようとしている報知エリアに障害物を検出したと報知するか否かの判断に用いるか否かを決定する。

これにより、第２表示例の左後報知エリアの例で説明したように、壁７０が、隣接直接波距離（Ｄ４）が算出される中央後報知エリアに存在するのに、左後報知エリアに障害物を検出したと報知してしまうことが抑制される。また、第３表示例の中央後報知エリアの例も同様に、壁８０が、隣接直接波距離（Ｄ１）が算出される左後報知エリアに存在するのに、左中央後報知エリアに障害物を検出したと報知してしまうことが抑制される。

また、図１０の第１表示例で説明したように、壁６０が左後報知エリアに存在するのに、左後報知エリアに障害物を検出したと報知しないことも抑制される。したがって、障害物を検出した方向を表している報知内容の違和感が少なくなる。

さらに、本実施形態では、第１間接波距離と第２間接波距離を候補距離とするか否かを、該当直接波距離が算出されたか否か、隣接直接波距離が算出されたか否かにより判断している。したがって、三角測量法に手法を用いて障害物の方向を決定する場合に比較して、簡単な計算で済む利点がある。

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＞
たとえば、前述の実施形態では、表示による報知を説明したが、表示に加えて、あるいは、表示に代えて、音により、障害物の存在を報知するようにしてもよい。

＜変形例２＞
間接波距離を、送信波を送信してから物体検出値以上の反射波を受信するまでの時間差に音速を乗じた値の１／２に、さらに補正係数を乗じて算出してもよい。この補正係数は、超音波がセンサ取付面に対して、斜めに伝播することを考慮した係数である。

＜変形例３＞
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検知距離を超音波センサ１０が算出していた。直接波距離、間接波距離も検知距離であるので、前述の実施形態では、超音波センサ１０が直接波距離、間接波距離も検知距離を算出していた。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、１１：送受信部、１２：送信回路部、１３：受信回路部、１４：送信制御部、１５：距離算出部、１６：通信部、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：報知制御部、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、５０：ＬＩＮバス、６０：壁、７０：壁、８０：壁

Claims

車両（Ｃ）に搭載され、
前記車両の所定部位に配置されて、超音波を送受信して障害物までの距離を検出するための第１超音波センサ（１０ｃ）と、
前記車両において、前記第１超音波センサが送信する超音波が障害物で反射して生じた反射波を受信することができる位置に配置され、超音波を送受信して前記障害物までの距離を検出するための第２超音波センサ（１０ｎ）と、
前記第１超音波センサが送信した超音波を前記第１超音波センサが受信した第１直接波により、前記車両に対して前記障害物を検出する方向を意味する第１報知エリア、および、前記第１報知エリアとは異なるエリアであって、前記第２超音波センサが送信した超音波を前記第２超音波センサが受信した第２直接波により、前記車両に対して前記障害物を検出する方向を意味する第２報知エリアを含む所定の報知エリアの一つまたは複数に、設定距離以下に存在する前記障害物を検出したことを報知する報知部（３０）と、
前記報知部から報知する報知内容を制御する制御部（２４）と、を備え、
前記制御部は、前記第１報知エリアに前記障害物を検出したと報知するか否かの判断に、前記第１超音波センサが送信した超音波を前記第２超音波センサが受信して算出した前記障害物までの距離である第１間接波距離と、前記第２超音波センサが送信した超音波を前記第１超音波センサが受信して算出した前記障害物までの距離である第２間接波距離を用いるか否かを、前記第１超音波センサが、前記第１超音波センサが送信した超音波を受信して算出した前記障害物までの距離である第１直接波距離が算出されているかどうかと、前記第２超音波センサが、前記第２超音波センサが送信した超音波を受信して算出した前記障害物までの距離である第２直接波距離が算出されているかどうかとに基づいて決定する車両用障害物検出装置であって、
前記制御部は、前記第２超音波センサを用いて前記第２直接波距離を算出していない場合、前記第１超音波センサを用いて前記第１直接波距離を算出していなくても、前記第１間接波距離、前記第２間接波距離を、前記第１報知エリアに前記障害物を検出したことを報知するか否かの判断に用いることを特徴とする車両用障害物検出装置。
車両（Ｃ）に搭載され、
前記車両の所定部位に配置されて、超音波を送受信して障害物までの距離を検出するための第１超音波センサ（１０ｃ）と、
前記車両において、前記第１超音波センサが送信する超音波が障害物で反射して生じた反射波を受信することができる位置に配置され、超音波を送受信して前記障害物までの距離を検出するための第２超音波センサ（１０ｎ）と、
前記第１超音波センサが送信した超音波を前記第１超音波センサが受信した第１直接波により、前記車両に対して前記障害物を検出する方向を意味する第１報知エリア、および、前記第１報知エリアとは異なるエリアであって、前記第２超音波センサが送信した超音波を前記第２超音波センサが受信した第２直接波により、前記車両に対して前記障害物を検出する方向を意味する第２報知エリアを含む所定の報知エリアの一つまたは複数に、設定距離以下に存在する前記障害物を検出したことを報知する報知部（３０）と、
前記報知部から報知する報知内容を制御する制御部（２４）と、を備え、
前記制御部は、前記第１報知エリアに前記障害物を検出したと報知するか否かの判断に、前記第１超音波センサが送信した超音波を前記第２超音波センサが受信して算出した前記障害物までの距離である第１間接波距離と、前記第２超音波センサが送信した超音波を前記第１超音波センサが受信して算出した前記障害物までの距離である第２間接波距離を用いるか否かを、前記第１超音波センサが、前記第１超音波センサが送信した超音波を受信して算出した前記障害物までの距離である第１直接波距離が算出されているかどうかと、前記第２超音波センサが、前記第２超音波センサが送信した超音波を受信して算出した前記障害物までの距離である第２直接波距離が算出されているかどうかとに基づいて決定する車両用障害物検出装置であって、
前記制御部は、前記第１超音波センサを用いて前記第１直接波距離を算出しておらず、かつ、前記第２超音波センサを用いて前記第２直接波距離を算出していることに基づいて、前記第１間接波距離、前記第２間接波距離を、前記第１報知エリアに前記障害物を検出したことを報知するか否かの判断に用いない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、
前記制御部は、前記第１超音波センサを用いて前記第１直接波距離を算出していることに基づいて、前記第１間接波距離、前記第２間接波距離を、前記第１報知エリアに前記障害物を検出したことを報知するか否かの判断に用いることを特徴とする車両用障害物検出装置。
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記制御部は、前記第１間接波距離および前記第２間接波距離を、前記第１報知エリアに前記障害物を検出したと報知するか否かの判断に用いることに決定した場合、前記第１間接波距離、前記第２間接波距離、前記第１直接波距離のうち、最も短い距離に基づいて、前記第１報知エリアに関する報知を行う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、
前記制御部は、前記第１間接波距離および前記第２間接波距離を、前記第１報知エリアに前記障害物を検出したと報知するか否かの判断に用いないことに決定した場合、前記第１直接波距離に基づいて、前記第１報知エリアに関する報知を行うことを特徴とする車両用障害物検出装置。