JP6873353B2 - 障害物検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、超音波を用いて障害物を検知する障害物検知装置に関するものである。

車両に搭載された障害物検知装置は、自車両又は障害物の少なくとも一方が移動することで自車両と障害物とが接近する場合、障害物の位置を評定してブレーキ制御又はステアリング制御等を行い、衝突を回避することが要求されている。ここで、障害物検知のために低コストの超音波式測距センサ（以下、「ソナーセンサ」と称する）が使用される場合、中近距離領域における障害物の位置は、開口合成処理又は二円交点処理等により精度よく評定される。一方、遠距離領域は、隣接する超音波式測距センサの検知範囲が重なる領域が狭くなるので、開口合成処理等による位置評定精度が低下する。

ところで、特許文献１に係る検出装置は、超音波の振幅を大きくすることによって、障害物を検知可能な距離を長くする構成である。

特開２０１８−５４５８２号公報

ソナーセンサは、超音波の振幅を大きくすることによって検知可能な距離を長くしたとしても、遠距離領域における検知範囲が重なる領域は広がりにくい。そのため、ソナーセンサが遠距離領域において障害物の存在を検知できたとしても、位置評定精度は低いままである。

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、中近距離領域と遠距離領域とにおいて障害物の位置を評定することを目的とする。

この発明に係る障害物検知装置は、車両の一辺に設けられた複数のソナーセンサと、複数のソナーセンサを用いて探査波を送信し、探査波が障害物で反射した反射波を受信する送受信部と、探査波と反射波の送受信結果を用いて障害物までの距離を算出する距離算出部と、障害物までの距離が、隣接するソナーセンサの検知範囲が重なる重複領域の大きさに基づいて設定された基準距離以上であるか否かを判定する距離判定部と、障害物までの距離が基準距離以上である場合、障害物までの距離の算出に用いられた反射波の強度が第１閾値以上であるか否かを判定する第１強度判定部と、第１強度判定部により強度が第１閾値以上と判定された反射波から算出された障害物までの距離及び反射波を受信したソナーセンサの位置を用いて、障害物の２次元座標範囲を評定する第１位置評定部と、障害物までの距離が基準距離未満である場合、障害物までの距離の算出に用いられた反射波の強度が第２閾値以上であるか否かを判定する第２強度判定部と、第２強度判定部により強度が第２閾値以上と判定された反射波から算出された障害物の距離を用いて開口合成処理を行い、障害物の２次元座標位置を評定する第２位置評定部とを備えるものである。

この発明によれば、障害物までの距離が基準距離以上か否かによって障害物の２次元座標位置の評定方法を使い分けるようにしたので、中近距離領域と遠距離領域とにおいて障害物の位置を評定することができる。

実施の形態１に係る障害物検知装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１におけるソナーセンサの検知範囲と基準距離の例を示す図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１における第１ソナーセンサの遠距離領域における検知範囲の設定例を示す図である。 実施の形態１における第１閾値の設定例を示すグラフである。 実施の形態１における第１閾値と第２閾値の設定例を示すグラフである。 実施の形態２に係る障害物検知装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２における第１閾値と第２閾値と第３閾値の設定例を示すグラフである。 実施の形態２における第３閾値の設定例を示す図である。 実施の形態３に係る障害物検知装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態３に係る障害物検知装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態３において相対速度が遅い場合の追跡範囲の例を示す図である。 実施の形態３において相対速度が速い場合の追跡範囲の例を示す図である。 実施の形態４におけるソナーセンサの遠距離領域の検知範囲の例を示す図である。 実施の形態５におけるソナーセンサの遠距離領域の検知範囲の例を示す図である。 実施の形態５における第２閾値と第４閾値と第５閾値の設定例を示すグラフである。 各実施の形態に係る障害物検知装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 各実施の形態に係る障害物検知装置のハードウェア構成の別の例を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る障害物検知装置１０の構成例を示すブロック図である。障害物検知装置１０は、車両に搭載され、車両周辺の障害物を検知するものである。この障害物検知装置１０は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、第４ソナーセンサ１４、送受信部１５、距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８、第１位置評定部１９、第２強度判定部２０、及び第２位置評定部２１を備える。

図２は、実施の形態１におけるソナーセンサの検知範囲と基準距離の例を示す図である。図２は車両１を上から見た状態であり、車両１の前後方向をＸ軸、車幅方向をＹ軸とする。図２の例では、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４は、車両１の後部に、等間隔に一列に並べて設置されている。つまり、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４が並ぶ方向とＹ軸方向が同じである。なお、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の設置位置は、車両１の後部に限定されない。

一般に、ソナーセンサは、このソナーセンサからの距離が遠くなるほど、検知範囲が狭くなる。そのため、遠距離領域では、隣接するソナーセンサの検知範囲が重なる領域も狭くなる。開口合成処理では、隣接するソナーセンサの検知範囲が重なっていることが望ましいが、遠距離領域では検知範囲が重なる領域が狭い、又は検知範囲が重ならないため、距離が遠くなるほど位置評定精度が低下する。そこで、実施の形態１では、隣接するソナーセンサの検知範囲が重なる重複領域の存在する距離が、基準距離Ｄｘに設定される。この基準距離Ｄｘよりソナーセンサに近い中近距離領域Ａ２では、検知範囲が重なっているため、開口合成処理による高精度な障害物位置評定が可能である。

図２の例では、基準距離Ｄｘ未満の中近距離領域Ａ２に対して、隣接するソナーセンサの検知範囲が重なるような第２閾値Ｔｈ２が設定される。第２閾値Ｔｈ２については後述する。この中近距離領域Ａ２において、第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−２と、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−２とは、一部が重なっている。同様に、隣接する第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−２と第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−２、第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−２と第４ソナーセンサ１４の検知範囲１４−２も、それぞれ、一部が重なっている。

基準距離Ｄｘ以上の遠距離領域Ａ１に対しては、隣接するソナーセンサの検知範囲が重ならないような第１閾値Ｔｈ１が設定される。第１閾値Ｔｈ１については後述する。この遠距離領域Ａ１において、第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１は、Ｙ軸方向に幅Ｄｙをもつ範囲であり、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１とは重ならない。同様に、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の各検知範囲１２−１，１３−１，１４−１も重ならない。

図３は、実施の形態１に係る障害物検知装置１０の動作例を示すフローチャートである。障害物検知装置１０は、例えば車両１の走行中、予め定められた時間ごとに、図３のフローチャートに示される動作を繰り返す。

ステップＳＴ１１において、送受信部１５は、例えば第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の順番で探査波を送信させる。また、送受信部１５は、探査波が障害物で反射した反射波を、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４に受信させる。このとき、送受信部１５は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４に、直接波を受信させてもよいし、間接波を受信させてもよい。例えば、送受信部１５は、第１ソナーセンサ１１から探査波を送信させ、この探査波が障害物で反射した反射波を、第１ソナーセンサ１１において直接波として受信させると共に、隣接する第２ソナーセンサ１２において間接波として受信させる。送受信部１５は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の中から、探査波送信かつ直接波受信用のソナーセンサと、間接波受信用のソナーセンサとを任意に選択すればよい。送受信部１５は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４を用いた送受信結果を、距離算出部１６へ出力する。送受信結果には、探査波を送信したソナーセンサ、この探査波に対応する直接波を受信したソナーセンサ、探査波送信から直接波受信までの時間、直接波の強度、この探査波に対応する間接波を受信したソナーセンサ、探査波送信から間接波受信までの時間、及び間接波の強度等が含まれる。

ステップＳＴ１２において、距離算出部１６は、送受信部１５からの送受信結果を用いて、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４のそれぞれが反射波を受信するまでに要した時間を元に、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式によりソナーセンサごとに障害物までの距離を算出する。この反射波は、直接波でもよいし間接波でもよい。距離算出部１６は、算出した障害物までの距離を、この算出に用いた送受信結果とあわせて、距離判定部１７へ出力する。

ステップＳＴ１３において、距離判定部１７は、各ソナーセンサについて距離算出部１６により算出された障害物までの距離が、図２に示される基準距離Ｄｘ以上であるか否かを判定する。基準距離Ｄｘは、距離判定部１７に予め与えられているものとする。距離判定部１７は、障害物までの距離が基準距離Ｄｘ以上であると判定した場合（ステップＳＴ１３“ＹＥＳ”）、その障害物までの距離と送受信結果とを、第１強度判定部１８へ出力する。一方、距離判定部１７は、障害物までの距離が基準距離Ｄｘ未満であると判定した場合（ステップＳＴ１３“ＮＯ”）、その障害物までの距離と送受信結果とを、第２強度判定部２０へ出力する。

ステップＳＴ１４において、第１強度判定部１８は、基準距離Ｄｘ以上と判定された障害物までの距離の算出に用いられた反射波の強度が、予め定められた第１閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。実施の形態１においては、この反射波は、直接波に限定される。第１強度判定部１８は、反射波の強度が第１閾値Ｔｈ１以上であると判定した場合（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、上記障害物までの距離と送受信結果とを、第１位置評定部１９へ出力する。一方、第１強度判定部１８は、全ソナーセンサについて、反射波の強度が第１閾値Ｔｈ１未満であると判定した場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、図３のフローチャートに示される動作を終了する。

ステップＳＴ１５において、第１位置評定部１９は、強度が第１閾値Ｔｈ１以上であると判定された反射波から算出された障害物までの距離と、この反射波を受信したソナーセンサの位置とを用いて、障害物の２次元座標範囲を評定する。例えば、図２において、反射波を受信したソナーセンサが第１ソナーセンサ１１である場合、障害物３のＹ軸座標位置は、第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１であるＹ軸方向の幅Ｄｙの範囲になる。障害物３のＸ軸座標位置は、距離算出部１６により算出された距離に相当する位置になる。

ここで、第１閾値Ｔｈ１と、この第１閾値Ｔｈ１により設定される検知範囲１１−１，１２−１，１３−１，１４−１を説明する。

図４は、実施の形態１における第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１の設定例を示す図である。図５は、実施の形態１における第１閾値Ｔｈ１の設定例を示すグラフである。グラフの横軸はＸ軸方向における第１ソナーセンサ１１からの距離、縦軸は第１閾値Ｔｈ１の値である。

図４において、検知感度の等高線レベルＶ１は、第１ソナーセンサ１１の正面に基準ポール２−１が存在する場合に第１ソナーセンサ１１により受信された反射波の強度（つまり検知感度）と同じ強度になる範囲を線で結んだものである。同様に、等高線レベルＶ２〜Ｖ６は、それぞれ、第１ソナーセンサ１１の正面に基準ポール２−２〜２−６が存在する場合に第１ソナーセンサ１１により受信された反射波の強度と同じ強度になる範囲を線で結んだものである。

第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１と第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１とが重ならないように、検知範囲１１−１のＹ軸方向の幅が上記幅Ｄｙに設定される。この場合、第１ソナーセンサ１１の正面からＹ軸方向に幅１／２Ｄｙ分ずれた破線枠と等高線レベルＶ１とが交差するＸ軸方向の距離に対して、等高線レベルＶ１の値が、第１閾値Ｔｈ１（Ｖ１）として設定される。同様に、第１ソナーセンサ１１の正面からＹ軸方向に幅１／２Ｄｙ分ずれた破線枠と等高線レベルＶ２〜Ｖ６とが交差するＸ軸方向の各距離に対して、等高線レベルＶ２〜Ｖ５の値が第１閾値Ｔｈ１（Ｖ２）〜Ｔｈ１（Ｖ５）として設定される。図５に示されるように、第１閾値Ｔｈ１（Ｖ１）〜Ｔｈ１（Ｖ５）を結ぶ線が、基準距離Ｄｘ以上の遠距離領域Ａ１において使用される第１閾値Ｔｈ１となる。

実施の形態１では、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の検知範囲１１−１，１２−１，１３−１，１４−１が同じ大きさであるため、第１閾値Ｔｈ１も全ソナーセンサで同じである。

具体例として、第１強度判定部１８は、基準距離Ｄｘ以上と判定された障害物までの距離の算出に用いられた、第１ソナーセンサ１１の反射波の強度が、上記のように設定された第１閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。反射波の強度が第１閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、この障害物は検知範囲１１−１に存在することになる。そのため、第１位置評定部１９は、障害物までの距離からこの障害物のＸ軸座標位置を評定すると共に、検知範囲１１−１のＹ軸方向の範囲をこの障害物のＹ軸座標位置と評定する（ステップＳＴ１５）。一方、反射波の強度が第１閾値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、この障害物は検知範囲１１−１外に存在することになる。そのため、第１位置評定部１９は、この障害物の２次元座標範囲を評定しない。このように、第１閾値Ｔｈ１により、第１ソナーセンサ１１の基準距離Ｄｘ以上における検知範囲１１−１が設定される。

なお、この障害物が第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１ではなく第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１に存在する場合、第２ソナーセンサ１２の反射波の強度が、第２ソナーセンサ１２に対して設定された第１閾値Ｔｈ１以上になる。したがって、第１位置評定部１９は、障害物までの距離からこの障害物のＸ軸座標位置を評定すると共に、検知範囲１２−１のＹ軸方向の範囲をこの障害物のＹ軸座標位置と評定する（ステップＳＴ１５）。

図６は、実施の形態１における第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２の設定例を示すグラフである。グラフの横軸はＸ軸方向における第１ソナーセンサ１１からの距離、縦軸は第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２の値である。例えば、第１ソナーセンサ１１の第２閾値Ｔｈ２は、第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−２が隣接する第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−２に一部重なるような値に設定される。設定方法は、第１閾値Ｔｈ１の設定方法と同じであってもよいし、周知の技術を用いてもよい。

実施の形態１では、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の検知範囲１１−２，１２−２，１３−２，１４−２が同じ大きさであるため、第２閾値Ｔｈ２も全ソナーセンサで同じである。

図３のステップＳＴ１６において、第２強度判定部２０は、基準距離Ｄｘ未満と判定された障害物までの距離の算出に用いられた反射波の強度が、予め定められた第２閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。この反射波は、直接波でもよいし間接波でもよい。第２強度判定部２０は、反射波の強度が第２閾値Ｔｈ２以上であると判定した場合（ステップＳＴ１６“ＹＥＳ”）、上記障害物までの距離と送受信結果とを、第２位置評定部２１へ出力する。一方、第２強度判定部２０は、全ソナーセンサについて反射波の強度が第２閾値Ｔｈ２未満であると判定した場合（ステップＳＴ１６“ＮＯ”）、図３のフローチャートに示される動作を終了する。

ステップＳＴ１７において、第２位置評定部２１は、強度が第２閾値以上であると判定された反射波から算出された障害物の距離を用いて開口合成処理を行い、この障害物の２次元座標位置を評定する。例えば、第１ソナーセンサ１１が探査波を送信し、第１ソナーセンサ１１がこの探査波を直接波として受信すると共に、第２ソナーセンサ１２がこの探査波を間接波として受信した場合を仮定する。この場合、第２位置評定部２１は、第１ソナーセンサ１１の位置を中心とし、直接波から算出された障害物までの距離を半径とした円を描く。また、第２位置評定部２１は、第１ソナーセンサ１１の位置と第２ソナーセンサ１２の位置とを焦点とし、間接波から算出された障害物までの距離を用いた楕円を描く。そして、第２位置評定部２１は、円と楕円との交点の２次元座標位置を、障害物の２次元座標位置として評定する。また、例えば、第１ソナーセンサ１１が探査波の送信と直接波の受信を行うと共に、第２ソナーセンサ１２も探査波の送信と直接波の受信を行った場合を仮定する。この場合、第２位置評定部２１は、第１ソナーセンサ１１の位置を中心とし、直接波から算出された障害物までの距離を半径とした円を描く。同様に、第２位置評定部２１は、第２ソナーセンサ１２の位置を中心とし、直接波から算出された障害物までの距離を半径とした円を描く。そして、第２位置評定部２１は、２つの円の交点の２次元座標位置を、障害物の２次元座標位置として評定する。なお、第２位置評定部２１は、楕円と楕円の交点を求めてもよいし、３つ以上の円又は楕円の交点を求めてもよい。

以上のように、実施の形態１に係る障害物検知装置１０は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、第４ソナーセンサ１４、送受信部１５、距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８、第１位置評定部１９、第２強度判定部２０、及び第２位置評定部２１を備える。送受信部１５は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４を用いて探査波を送信し、探査波が障害物で反射した反射波を受信する。距離算出部１６は、探査波と反射波の送受信結果を用いて障害物までの距離を算出する。距離判定部１７は、障害物までの距離が、隣接するソナーセンサの検知範囲が重なる重複領域の大きさに基づいて設定された基準距離Ｄｘ以上であるか否かを判定する。第１強度判定部１８は、障害物までの距離が基準距離Ｄｘ以上である場合、障害物までの距離の算出に用いられた反射波の強度が第１閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。第１位置評定部１９は、第１強度判定部１８により強度が第１閾値Ｔｈ１以上と判定された反射波から算出された障害物までの距離、及びこの反射波を受信したソナーセンサの位置を用いて、障害物の２次元座標範囲を評定する。第２強度判定部２０は、障害物までの距離が基準距離Ｄｘ未満である場合、障害物までの距離の算出に用いられた反射波の強度が第２閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。第２位置評定部２１は、第２強度判定部２０により強度が第２閾値Ｔｈ２以上と判定された反射波から算出された障害物の距離を用いて開口合成処理を行い、障害物の２次元座標位置を評定する。この構成により、障害物検知装置１０は、開口合成処理による位置評定精度が高い中近距離領域Ａ２においては開口合成処理により障害物の２次元座標位置を評定し、開口合成処理による位置評定精度が低い遠距離領域Ａ１においては開口合成処理を行わずに障害物の２次元座標範囲を評定することができる。

また、実施の形態１によれば、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の基準距離Ｄｘ以上における検知範囲１１−１，１２−１，１３−１，１４−１は、方形状であり、かつ、隣接するソナーセンサの検知範囲は重ならない。この構成により、障害物検知装置１０は、開口合成処理による位置評定精度が低い遠距離領域Ａ１において、Ｙ軸方向の位置評定の分解能として、各検知範囲１１−１，１２−１，１３−１，１４−１のＹ軸方向の幅相当の分解能を得ることができる。

なお、障害物検知装置１０が備えるソナーセンサの数は、少なくとも２つ、好ましくは３つ以上である。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る障害物検知装置１０の構成例を示すブロック図である。実施の形態２に係る障害物検知装置１０は、図１に示された実施の形態１の障害物検知装置１０に対して、境界位置判定部２２が追加された構成である。図７において図１〜図６と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。

図８は、実施の形態２における第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２と第３閾値Ｔｈ３の設定例を示すグラフである。グラフの横軸はＸ軸方向におけるソナーセンサからの距離、縦軸は第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、及び第３閾値Ｔｈ３の値である。第３閾値Ｔｈ３は、第１閾値Ｔｈ１より大きい値である。

図９は、実施の形態２における第３閾値Ｔｈ３の設定例を示す図である。図９に示されるように、基準距離Ｄｘ以上の遠距離領域Ａ１において、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１と第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−１との境界位置に障害物４が存在する。また、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１に障害物５が存在する。

図９の状況において、第２ソナーセンサ１２が探査波を送信すると、第２ソナーセンサ１２は、障害物４で反射した直接波と、障害物５で反射した直接波とを受信する。第３ソナーセンサ１３は、障害物４で反射した間接波と、障害物５で反射した間接波とを受信する。第１ソナーセンサ１１は、障害物５で反射した間接波を受信する。

図９の状況において、境界位置に存在する障害物４で反射する間接波の経路４ａは、二等辺三角形を構成し、このときに送受信効率が最大になる。これに対し、検知範囲１２−１に存在する障害物５で反射する間接波の経路５ａは、二等辺三角形にならないので、経路５ａの送受信効率は、経路４ａの送受信効率より低い。したがって、経路４ａの長さと経路５ａの長さとが同じであったとしても、第３ソナーセンサ１３が受信した経路４ａの間接波の強度は、経路５ａの間接波の強度より大きい。そこで、実施の形態２では、経路４ａの間接波と経路５ａの間接波とを判別するために、図８のような、第１閾値Ｔｈ１より大きな第３閾値Ｔｈ３が設定される。

次に、障害物検知装置１０の動作を説明する。
実施の形態２において、距離判定部１７は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４のうちのいずれかについて障害物までの距離が基準距離Ｄｘ以上であると判定した場合、その障害物までの距離と送受信結果とを、境界位置判定部２２へ出力する。

境界位置判定部２２は、距離判定部１７において障害物の距離が基準距離Ｄｘ以上であると判定された場合、距離判定部１７からの送受信結果に基づいて、隣接するソナーセンサの一方が直接波を受信し、もう一方が間接波を受信したか否かを判定する。境界位置判定部２２は、隣接するソナーセンサの一方が直接波を受信し、もう一方が間接波を受信したと判定した場合、この障害物は、隣接するソナーセンサの検知範囲の境界位置に存在する可能性があると判定する。境界位置判定部２２は、障害物が境界位置に存在するか否かの判定結果を、障害物までの距離と送受信結果とあわせて、第１強度判定部１８ａへ出力する。

第１強度判定部１８ａは、直接波比較用の第１閾値Ｔｈ１に加え、間接波比較用の第３閾値Ｔｈ３を保持している。第１強度判定部１８ａは、基準距離Ｄｘ以上の遠距離領域Ａ１において、反射波が直接波である場合は実施の形態１と同様に第１閾値Ｔｈ１との比較を行い、反射波が間接波である場合は第３閾値Ｔｈ３との比較を行う。第１強度判定部１８ａは、間接波の強度が第３閾値Ｔｈ３以上であると判定した場合、障害物の距離、送受信結果、及び障害物が境界位置に存在する旨を第１位置評定部１９ａへ出力する。一方、第１強度判定部１８ａは、間接波の強度が第３閾値Ｔｈ３未満であると判定した場合、障害物が境界位置に存在しないので、第１位置評定部１９ａへの出力を行わない。

第１位置評定部１９ａは、障害物の位置評定において、第１強度判定部１８ａから障害物が境界位置に存在する旨を通知された場合、境界位置をこの障害物のＹ軸座標位置として評定する。

例えば、図９において障害物４が存在し、第２ソナーセンサ１２が探査波を送信した場合、境界位置判定部２２は、第２ソナーセンサ１２が直接波を受信し、第２ソナーセンサ１２に隣接する第３ソナーセンサ１３が間接波を受信したと判定する。よって、境界位置判定部２２は、距離算出部１６により距離が算出された障害物が、検知範囲１２−１，１３−１の境界位置に存在する可能性があると判定する。第１強度判定部１８ａは、この障害物までの距離の算出に用いられた間接波の強度が、第３閾値Ｔｈ３以上であると判定し、この障害物が検知範囲１２−１，１３−１の境界位置に存在する旨を第１位置評定部１９ａへ出力する。

図９において障害物５が存在し、第２ソナーセンサ１２が探査波を送信した場合、境界位置判定部２２は、第２ソナーセンサ１２が直接波を受信し、第２ソナーセンサ１２に隣接する第１ソナーセンサ１１と第３ソナーセンサ１３とが間接波を受信したと判定する。よって、境界位置判定部２２は、距離算出部１６により距離が算出された障害物が、検知範囲１２−１，１１−１の境界位置、及び検知範囲１２−１，１３−１の境界位置に存在する可能性があると判定する。しかしながら、第１強度判定部１８ａにおいて、この障害物までの距離の算出に用いられた間接波の強度が、第３閾値Ｔｈ３未満であると判定されるため、境界位置判定部２２の判定結果は棄却される。

以上のように、実施の形態２に係る障害物検知装置１０は、境界位置判定部２２を備える。境界位置判定部２２は、障害物の距離が基準距離Ｄｘ以上である場合、かつ、隣接するソナーセンサの一方が直接波を受信し、もう一方が間接波を受信した場合、障害物は隣接するソナーセンサの検知範囲の境界位置に存在すると判定する。このように、障害物検知装置１０は、実施の形態１では基準距離Ｄｘ以上において直接波のみを用いていたが、実施の形態２では直接波に加えて間接波も用いる。これにより、実施の形態２では、遠距離領域Ａ１の検知範囲に障害物が存在するか、又は、遠距離領域Ａ１の検知範囲の境界位置に障害物が存在するかを判別することが可能となるため、第１位置評定部１９ａの位置評定におけるＹ軸方向の分解能がさらに向上する。

また、実施の形態１によれば、第１強度判定部１８ａは、境界位置判定部２２により障害物が境界位置に存在すると判定された場合、第１閾値Ｔｈ１よりも大きい第３閾値Ｔｈ３を用いて間接波の強度を判定する。これにより、第１強度判定部１８ａは、遠距離領域Ａ１において、隣接する検知範囲の境界位置に障害物が存在するときだけ、この障害物で反射した間接波を採用することができる。よって、第１位置評定部１９ａの位置評定精度がさらに向上する。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る障害物検知装置１０の構成例を示すブロック図である。実施の形態３に係る障害物検知装置１０は、図１に示された実施の形態１の障害物検知装置１０に対して、障害物追跡部２３と衝突判定部２４が追加された構成である。図１０において図１〜図６と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
なお、ここでは、実施の形態３に係る障害物追跡部２３及び衝突判定部２４が実施の形態１の障害物検知装置１０に対して追加された例が示されるが、障害物追跡部２３及び衝突判定部２４は、実施の形態２の障害物検知装置１０に対しても追加可能である。

また、実施の形態３の障害物検知装置１０は、車両制御部２５と接続されている。車両制御部２５は、例えば、障害物との衝突可能性が高い場合に、車両１のブレーキを作動させて衝突時の衝撃を軽減するために車両１のブレーキを作動させる機能（いわゆる衝突被害軽減ブレーキ）、又は衝突を未然に防ぐために運転者に対して警報を発する機能（いわゆる衝突防止警報システム）等を実行する。この車両制御部２５は、車両１の速度及びステアリング角度等の情報を、必要に応じて障害物追跡部２３及び衝突判定部２４へ出力する。

図１１は、実施の形態３に係る障害物検知装置１０の動作例を示すフローチャートである。障害物検知装置１０は、例えば車両１の走行中、予め定められた時間ごとに、図１１のフローチャートに示される動作を繰り返す。

ステップＳＴ２１において、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、第４ソナーセンサ１４、送受信部１５、距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８、第１位置評定部１９、及び第２強度判定部２０は、図３のフローチャートに示される動作を行う。そして、第１位置評定部１９が障害物の２次元座標範囲を評定した場合、又は第２位置評定部２１が障害物の２次元座標位置を評定した場合、２次元座標範囲又は２次元座標位置が障害物追跡部２３へ出力される。

ステップＳＴ２２において、障害物追跡部２３は、第１位置評定部１９又は第２位置評定部２１の少なくとも一方から、障害物の２次元座標範囲又は２次元座標位置の少なくとも一方を受け付ける。障害物追跡部２３は、今回、第１位置評定部１９又は第２位置評定部２１の少なくとも一方から受け付けた障害物の２次元座標範囲又は２次元座標位置が、前回、第１位置評定部１９又は第２位置評定部２１の少なくとも一方から受け付けた障害物の２次元座標範囲又は２次元座標位置に対して設定した追跡範囲に入るか否かを判定する。障害物追跡部２３は、今回の障害物の２次元座標範囲又は２次元座標位置が追跡範囲に入ると判定した場合、今回のステップＳＴ２１で位置評定された障害物と前回のステップＳＴ２１で位置評定された障害物とが同一の障害物であると判定する。一方、障害物追跡部２３は、今回の障害物の２次元座標範囲又は２次元座標位置が追跡範囲外であると判定した場合、今回のステップＳＴ２１で位置評定された障害物と前回のステップＳＴ２１で位置評定された障害物とが異なる障害物であると判定する。その場合、障害物追跡部２３は、今回のステップＳＴ２１で位置評定された障害物に対して新たな追跡範囲を設定し、次回の追跡対象に加える。このように障害物追跡部２３は、時間と共に変化していく同一障害物の２次元座標範囲又は２次元座標位置を追跡する。障害物追跡部２３は、追跡対象である同一障害物の２次元座標範囲又は２次元座標位置を衝突判定部２４へ出力する。

障害物追跡部２３は、上記の追跡範囲の大きさを、同一障害物が遠距離領域Ａ１に存在する場合と中近距離領域Ａ２に存在する場合とで変更する。障害物追跡部２３は、同一障害物が遠距離領域Ａ１に存在する場合、追跡範囲を相対的に大きくし、同一障害物が中近距離領域Ａ２に移動した場合、追跡範囲を相対的に小さくする。

また、障害物追跡部２３は、追跡範囲の大きさを、車両１と同一障害物との相対速度に基づいて変更する。障害物追跡部２３は、例えば、相対速度と追跡範囲の大きさとの対応関係を定義した関数又はテーブルを用いて、追跡範囲を相対速度に応じた大きさに変更する。障害物追跡部２３は、相対速度が遅い場合、追跡範囲を相対的に大きくし、相対速度が速い場合、追跡範囲を相対的に小さくする。

図１２は、実施の形態３において相対速度が遅い場合の追跡範囲の例を示す図である。図１２において、第１位置評定部１９により障害物３０，３１，３２がこの順に位置評定され、続けて第２位置評定部２１により障害物３３，３４，３５がこの順に位置評定されたものとする。また、図１２の例では、障害物３０は、第１ソナーセンサ１１により検知され、障害物３１は第１ソナーセンサ１１及び第２ソナーセンサ１２の両方により検知され、障害物３２は第２ソナーセンサ１２により検知されたものと仮定する。障害物３１のように、２つのソナーセンサにより同時に検知された障害物のＹ軸座標位置は、両ソナーセンサの中央位置、又は両ソナーセンサが受信した直接波の強度に応じて配分した位置が用いられる。このように、Ｙ軸座標範囲が１点のＹ軸座標位置となるため、以下では、２次元座標範囲が２次元座標位置として扱われる。

図１２において、障害物追跡部２３は、障害物３０の２次元座標位置と障害物３１の２次元座標位置との距離差に基づいて障害物３０，３１の移動速度を算出する。また、障害物追跡部２３は、車両制御部２５から車両１の速度を取得する。そして、障害物追跡部２３は、車両１と障害物３０，３１との相対速度を算出し、算出した相対速度に基づいて、障害物３０に設定する追跡範囲４０のＸ軸方向の大きさを変更する。また、障害物追跡部２３は、障害物３０が位置評定精度の低い遠距離領域Ａ１に存在するため、追跡範囲４０のＹ軸方向の大きさを、第１位置評定部１９による位置評定分解能の１．５倍〜２倍に設定する。図２の例では第１位置評定部１９の位置評定分解能はＹ軸方向の幅Ｄｙであるため、障害物追跡部２３は、追跡範囲４０のＹ軸方向の大きさを１．５Ｄｙ〜２Ｄｙにする。この追跡範囲４０に障害物３１が入っているため、障害物追跡部２３は、障害物３０と障害物３１とを同一障害物と判定する。障害物追跡部２３は、同様の方法で、障害物３１，３２に対して追跡範囲４１，４２を設定する。

その後、障害物追跡部２３は、障害物３３の２次元座標位置と障害物３４の２次元座標位置との距離差に基づいて障害物３３，３４の移動速度を算出する。また、障害物追跡部２３は、車両制御部２５から車両１の速度を取得する。そして、障害物追跡部２３は、車両１と障害物３３，３４との相対速度を算出し、算出した相対速度に基づいて、障害物３３に設定する追跡範囲４３のＸ軸方向の大きさを変更する。また、障害物追跡部２３は、障害物３３が位置評定精度の高い中近距離領域Ａ２に存在するため、追跡範囲４３のＹ軸方向の大きさを、第２位置評定部２１による位置評定分解能の１．５倍〜２倍に設定する。第２位置評定部２１の位置評定分解能は第１位置評定部１９の位置評定分解能より高いため、追跡範囲４３のＹ軸方向の大きさは、追跡範囲４０，４１，４２のＹ軸方向の大きさに比べて小さくなる。追跡範囲４３に障害物３４が入っているため、障害物追跡部２３は、障害物３３と障害物３４とを同一障害物と判定する。障害物追跡部２３は、同様の方法で、障害物３４，３５に対して追跡範囲４４，４５を設定する。

図１３は、実施の形態３において相対速度が速い場合の追跡範囲の例を示す図である。障害物追跡部２３は、図１２に示される相対速度が遅い例と同様に、障害物３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａに対して追跡範囲４０ａ，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａを設定する。ただし、図１３に示される例は、図１２に示される例に比べて相対速度が速いため、追跡範囲４０ａ，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａのＸ軸方向の大きさは、追跡範囲４０，４１，４２，４３，４４，４５のＸ軸方向の大きさに比べて大きくなる。例えば、障害物３０ａに対して設定された追跡範囲４０ａに障害物３１ａが入っているため、障害物追跡部２３は、障害物３０ａと障害物３１ａとを同一障害物と判定する。

ステップＳＴ２３において、衝突判定部２４は、障害物追跡部２３から出力される同一障害物の２次元座標位置を用いて、図１２に示される軌跡５０又は図１３に示される軌跡５０ａを求め、軌跡に基づいて追跡対象の障害物の進路を予測する。なお、衝突判定部２４は、障害物の進路を予測する際、進路に幅を持たせてもよい。衝突判定部２４は、車両制御部２５から車両１のステアリング角度を取得して車両１の進路を予測し、予測した車両１の進路と障害物の進路とを比較することによって衝突の可否を判定する。衝突判定部２４は、周知の技術を用いて衝突の可否を判定すればよいため、ここでの詳細な説明を省略する。さらに、衝突判定部２４は、車両１と障害物とが衝突する可能性があると判定した場合、衝突余裕時間（ＴＴＣ）を算出する。衝突余裕時間は、車両１と障害物との相対速度が維持された場合にあと何秒で衝突するかを表す指標である。衝突判定部２４は、衝突可否の判定結果と衝突余裕時間とを、車両制御部２５へ出力する。

車両制御部２５は、衝突判定部２４から出力される衝突可否の判定結果と衝突余裕時間とに基づいて、車両１のブレーキを作動させる、又は、運転者に対して警報を発する。

以上のように、実施の形態３に係る障害物検知装置１０は、障害物追跡部２３を備える。障害物追跡部２３は、予め定められた時間ごとに第１位置評定部１９により２次元座標範囲を評定された、又は第２位置評定部２１により２次元座標位置を評定された複数の障害物が追跡範囲に入っている場合、この複数の障害物を同一障害物と判定する。また、障害物追跡部２３は、追跡範囲を、車両１と同一障害物との相対速度に比例して大きくし、かつ、同一障害物までの距離が基準距離Ｄｘ以上である場合、基準距離Ｄｘ未満である場合に比べて大きくする。この構成により、障害物追跡部２３は、基準距離Ｄｘ以上の遠距離領域Ａ１に障害物が存在する場合、この障害物の位置評定精度が低いので、追跡範囲を広く設定し、追跡を容易にすることができる。したがって、障害物追跡部２３は、位置評定精度が低い遠距離領域Ａ１から、障害物の追跡が可能になる。また、障害物追跡部２３は、障害物までの距離と、障害物と車両１の相対速度に応じて、追跡範囲のＸ軸方向及びＹ軸方向の大きさを個別に変更することができる。したがって、障害物追跡部２３は、障害物が同一か否かを精度よく判定することができる。

また、実施の形態３に係る障害物検知装置１０は、衝突判定部２４を備える。衝突判定部２４は、同一障害物と車両１との衝突の可否を判定すると共に衝突までの時間を算出する。障害物追跡部２３により遠距離領域Ａ１からの障害物の追跡が可能になるため、衝突判定部２４は、従来の開口合成処理のみによる障害物位置評定に比べて、より遠方でより精度よく衝突可否を判定することができる。

実施の形態４．
実施の形態１〜３では、遠距離領域Ａ１において隣接するソナーセンサの検知範囲が重ならない構成であった。これに対し、実施の形態４では、遠距離領域Ａ１において隣接するソナーセンサの検知範囲が一部重なる構成である。

図１４は、実施の形態４におけるソナーセンサの遠距離領域Ａ１の検知範囲の例を示す図である。なお、図１４では、中近距離領域Ａ２の検知範囲は図示が省略されている。
遠距離領域Ａ１において、第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１ａ、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ａ、第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−１ａ、及び第４ソナーセンサ１４の検知範囲１４−１ａは、それぞれ、Ｙ軸方向に幅Ｄｙａ（例えば、Ｄｙａ＝２Ｄｙ）をもつ範囲である。第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１ａは、この第１ソナーセンサ１１に隣接する第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ａとＹ軸方向において幅Ｄｙｂ（＜１／２Ｄｙａ）だけ重なる。つまり、Ｙ軸方向において、検知範囲１１−１ａと検知範囲１２−１ａとが幅Ｄｙｂだけ重なる。第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ａは、両隣の検知範囲１１−１ａ，１３−１ａと幅Ｄｙｂずつ重なる。同様に、第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−１ａは、両隣の検知範囲１２−１ａ，１４−１ａと幅Ｄｙｂずつ重なる。第４ソナーセンサ１４の検知範囲１４−１ａは、隣接する検知範囲１３−１ａと幅Ｄｙｂだけ重なる。このように、遠距離領域Ａ１は、実施の形態１では図２に示されるように４分割されたが、実施の形態４では図１４に示されるように７分割される。

なお、実施の形態１で説明したように、検知範囲１１−１ａ，１２−１ａ，１３−１ａ，１４−１ａの大きさは、第１閾値Ｔｈ１により設定される。

実施の形態４に係る障害物検知装置１０の構成は、実施の形態１の図１に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図１を援用する。
なお、ここでは、図１４に示される検知範囲１１−１ａ，１２−１ａ，１３−１ａ，１４−１ａが実施の形態１の障害物検知装置１０に対して適用された例が示されるが、検知範囲１１−１ａ，１２−１ａ，１３−１ａ，１４−１ａは、実施の形態３の障害物検知装置１０に対しても適用可能である。

第１位置評定部１９は、強度が第１閾値Ｔｈ１以上であると判定された直接波を受信したソナーセンサの検知範囲の重なりに基づいて、障害物のＹ軸座標範囲を評定する。例えば、図１４に示されるように、検知範囲１１−１ａと検知範囲１２−１ａとが重なる領域に、障害物６が存在すると仮定する。この場合、第１ソナーセンサ１１と第２ソナーセンサ１２とが、第１閾値Ｔｈ１以上の強度の直接波を受信する。そのため、第１位置評定部１９は、Ｙ軸方向において、黒色太線で示される第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１ａと、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ａとが重なる領域を、障害物６のＹ軸座標範囲６ａとして評定する。

また、例えば、図１４に示されるように、検知範囲１３−１ａのみの領域に、障害物７が存在すると仮定する。この場合、第３ソナーセンサ１３のみが、第１閾値Ｔｈ１以上の強度の直接波を受信する。そのため、第１位置評定部１９は、Ｙ軸方向において、黒色太線で示される第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−１ａのうち、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ａ及び第４ソナーセンサ１４の検知範囲１４−１ａと重ならない領域を、障害物７のＹ軸座標範囲７ａとして評定する。

以上のように、実施の形態４によれば、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４の基準距離Ｄｘ以上における検知範囲１１−１ａ，１２−１ａ，１３−１ａ，１４−１ａは、方形状であり、かつ、隣接するソナーセンサの検知範囲は、これら第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４が並ぶＹ軸方向において１／２未満重なる。この構成により、第１位置評定部１９の位置評定におけるＹ軸方向の分解能がさらに向上する。

実施の形態５．
実施の形態１〜４では、Ｙ軸方向において隣接するソナーセンサ間の距離が幅Ｄｙと一様であり、かつ、Ｘ軸方向における隣接するソナーセンサの位置も一様な配置であった。これに対し、実施の形態５では、隣接するソナーセンサ間のＹ軸方向の距離及びＸ軸方向の位置が異なり、かつ、車両１に対しては左右対称の配置となる構成である。

図１５は、実施の形態５におけるソナーセンサの遠距離領域Ａ１の検知範囲の例を示す図である。なお、図１５では、中近距離領域Ａ２の検知範囲は図示が省略されている。Ｙ軸方向において、第１ソナーセンサ１１と第２ソナーセンサ１２との距離は、第３ソナーセンサ１３と第４ソナーセンサ１４との距離と等しい。Ｙ軸方向において、第２ソナーセンサ１２と第３ソナーセンサ１３との距離は、第１ソナーセンサ１１と第２ソナーセンサ１２との距離に比べて大きい。また、Ｘ軸方向において、第２ソナーセンサ１２と第３ソナーセンサ１３は、第１ソナーセンサ１１と第４ソナーセンサ１４に比べて前方に配置されている。

図１６は、実施の形態５における第２閾値Ｔｈ２と第４閾値Ｔｈ４と第５閾値Ｔｈ５の設定例を示すグラフである。グラフの横軸はＸ軸方向におけるソナーセンサからの距離、縦軸は第２閾値Ｔｈ２、第４閾値Ｔｈ４、及び第５閾値Ｔｈ５の値である。第４閾値Ｔｈ４は、第５閾値Ｔｈ５より大きい値である。

遠距離領域Ａ１において、第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１ｂと第４ソナーセンサ１４の検知範囲１４−１ｂは、それぞれ、Ｙ軸方向に幅Ｄｙｃをもつ範囲である。第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ｂと第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−１ｂは、それぞれ、Ｙ軸方向に幅Ｄｙｄ（＞Ｄｙｃ）をもつ範囲である。第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１ｂは、この第１ソナーセンサ１１に隣接する第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ｂとＹ軸方向において幅Ｄｙｅ（＜１／２Ｄｙｃ）だけ重なる。つまり、Ｙ軸方向において、検知範囲１１−１ｂと検知範囲１２−１ｂとが幅Ｄｙｅだけ重なる。第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ｂは、隣の検知範囲１１−１ｂと幅Ｄｙｅだけ重なる。同様に、第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−１ｂは、隣の検知範囲１４−１ｂと幅Ｄｙｅだけ重なる。第４ソナーセンサ１４の検知範囲１４−１ｂは、隣接する検知範囲１３−１ｂと幅Ｄｙｅだけ重なる。このように、遠距離領域Ａ１は、実施の形態１では図２に示されるように４分割されたが、実施の形態５では図１５に示されるように６分割される。

実施の形態５では、第１ソナーセンサ１１の検知範囲１１−１ｂと第４ソナーセンサ１４の検知範囲１４−１ｂとが同じ大きさであり、これらの検知範囲１１−１ｂ，１４−１ｂの大きさは、第４閾値Ｔｈ４により設定される。また、第２ソナーセンサ１２の検知範囲１２−１ｂと第３ソナーセンサ１３の検知範囲１３−１ｂとが同じ大きさであり、これらの検知範囲１２−１ｂ，１３−１ｂの大きさは、第５閾値Ｔｈ５により設定される。第４閾値Ｔｈ４と第５閾値Ｔｈ５の設定方法は、第１閾値Ｔｈ１の設定方法と同じであるため、説明を省略する。

実施の形態５に係る障害物検知装置１０の構成は、実施の形態１の図１に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図１を援用する。
なお、ここでは、図１５に示される検知範囲１１−１ｂ，１２−１ｂ，１３−１ｂ，１４−１ｂが実施の形態１の障害物検知装置１０に対して適用された例が示されるが、検知範囲１１−１ｂ，１２−１ｂ，１３−１ｂ，１４−１ｂは、実施の形態３の障害物検知装置１０に対しても適用可能である。

第１強度判定部１８が、第１閾値Ｔｈ１に代えて、第４閾値Ｔｈ４と第５閾値Ｔｈ５保持している。第１強度判定部１８は、基準距離Ｄｘ以上の遠距離領域Ａ１において、第１ソナーセンサ１１及び第４ソナーセンサ１４により受信された直接波の強度を第４閾値Ｔｈ４と比較する。また、第１強度判定部１８は、基準距離Ｄｘ以上の遠距離領域Ａ１において、第２ソナーセンサ１２及び第３ソナーセンサ１３により受信された直接波の強度を第５閾値Ｔｈ５と比較する。

第１位置評定部１９は、強度が第４閾値Ｔｈ４以上又は第５閾値Ｔｈ５以上であると判定された直接波を受信したソナーセンサの検知範囲の重なりに基づいて、障害物のＹ軸座標範囲を評定する。Ｙ座標範囲の評定方法は、実施の形態４の第１位置評定部１９による評定方法と同じであるため、説明を省略する。

以上のように、実施の形態５によれば、障害物検知装置１０は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４のＸ軸方向における位置が異なっている場合にも、遠距離領域Ａ１において開口合成処理を行わずに障害物の２次元座標範囲を評定することができる。

最後に、各実施の形態に係る障害物検知装置１０のハードウェア構成を説明する。
図１７及び図１８は、各実施の形態に係る障害物検知装置１０のハードウェア構成例を示す図である。障害物検知装置１０における送受信部１５は、送信回路１０３と受信回路１０４である。送信回路１０３は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４に電圧を印加して探査波を送信させる回路である。受信回路１０４は、第１ソナーセンサ１１、第２ソナーセンサ１２、第３ソナーセンサ１３、及び第４ソナーセンサ１４が出力する、反射波に対応する電圧を、デジタル信号に変換する回路である。障害物検知装置１０における距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８，１８ａ、第１位置評定部１９，１９ａ、第２強度判定部２０、第２位置評定部２１、境界位置判定部２２、障害物追跡部２３、及び衝突判定部２４の機能は、処理回路により実現される。即ち、障害物検知装置１０は、上記機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアとしての処理回路１００であってもよいし、メモリ１０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ１０１であってもよい。

図１７に示されるように、処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８，１８ａ、第１位置評定部１９，１９ａ、第２強度判定部２０、第２位置評定部２１、境界位置判定部２２、障害物追跡部２３、及び衝突判定部２４の機能を複数の処理回路１００で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路１００で実現してもよい。

図１８に示されるように、処理回路がプロセッサ１０１である場合、距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８，１８ａ、第１位置評定部１９，１９ａ、第２強度判定部２０、第２位置評定部２１、境界位置判定部２２、障害物追跡部２３、及び衝突判定部２４の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０２に格納される。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に格納されたプログラムを読みだして実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、障害物検知装置１０は、プロセッサ１０１により実行されるときに、図３及び図１１のフローチャートで示されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１０２を備える。また、このプログラムは、距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８，１８ａ、第１位置評定部１９，１９ａ、第２強度判定部２０、第２位置評定部２１、境界位置判定部２２、障害物追跡部２３、及び衝突判定部２４の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。

ここで、プロセッサ１０１とは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、又はマイクロプロセッサ等のことである。
メモリ１０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、又はフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク又はフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）又はＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光ディスクであってもよい。

なお、距離算出部１６、距離判定部１７、第１強度判定部１８，１８ａ、第１位置評定部１９，１９ａ、第２強度判定部２０、第２位置評定部２１、境界位置判定部２２、障害物追跡部２３、及び衝突判定部２４の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、障害物検知装置１０における処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の機能を実現することができる。

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、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る障害物検知装置は、障害物の追跡を遠方から開始することができるので、衝突被害軽減ブレーキ又は衝突防止警報システム等で用いられる障害物検知装置に適している。

１ 車両、２−１〜２−６ 基準ポール、３，４，５，６，７ 障害物、４ａ，５ａ 間接波の経路、６ａ，７ａ Ｙ軸座標範囲、１０ 障害物検知装置、１１ 第１ソナーセンサ、１１−１，１１−１ａ，１１−１ｂ，１１−２，１２−１，１２−１ａ，１２−１ｂ，１２−２，１３−１，１３−１ａ，１３−１ｂ，１３−２，１４−１，１４−１ａ，１４−１ｂ，１４−２ 検知範囲、１２ 第２ソナーセンサ、１３ 第３ソナーセンサ、１４ 第４ソナーセンサ、１５ 送受信部、１６ 距離算出部、１７ 距離判定部、１８，１８ａ 第１強度判定部、１９，１９ａ 第１位置評定部、２０ 第２強度判定部、２１ 第２位置評定部、２２ 境界位置判定部、２３ 障害物追跡部、２４ 衝突判定部、２５ 車両制御部、３０，３０ａ，３１，３１ａ，３２，３２ａ，３３，３３ａ，３４，３４ａ，３５ 障害物、４１，４１ａ，４２，４２ａ，４３，４３ａ，４４，４４ａ，４５ 追跡範囲、５０，５０ａ 軌跡、１００ 処理回路、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ、１０３ 送信回路、１０４ 受信回路、Ａ１ 遠距離領域、Ａ２ 中近距離領域、Ｄｘ 基準距離、Ｄｙ，Ｄｙａ，Ｄｙｂ，Ｄｙｃ，Ｄｙｄ，Ｄｙｅ 幅、Ｔｈ１，Ｔｈ１（Ｖ１）〜Ｔｈ１（Ｖ５） 第１閾値、Ｔｈ２ 第２閾値、Ｔｈ３ 第３閾値、Ｔｈ４ 第４閾値、Ｔｈ５ 第５閾値、Ｖ１〜Ｖ６ 等高線レベル。

Claims (7)

1. 車両の一辺に設けられた複数のソナーセンサと、
   前記複数のソナーセンサを用いて探査波を送信し、前記探査波が障害物で反射した反射波を受信する送受信部と、
   前記探査波と前記反射波の送受信結果を用いて前記障害物までの距離を算出する距離算出部と、
   前記障害物までの距離が、隣接するソナーセンサの検知範囲が重なる重複領域の大きさに基づいて設定された基準距離以上であるか否かを判定する距離判定部と、
   前記障害物までの距離が前記基準距離以上である場合、前記障害物までの距離の算出に用いられた前記反射波の強度が第１閾値以上であるか否かを判定する第１強度判定部と、
   前記第１強度判定部により強度が前記第１閾値以上と判定された前記反射波から算出された前記障害物までの距離及び前記反射波を受信したソナーセンサの位置を用いて、前記障害物の２次元座標範囲を評定する第１位置評定部と、
   前記障害物までの距離が前記基準距離未満である場合、前記障害物までの距離の算出に用いられた前記反射波の強度が第２閾値以上であるか否かを判定する第２強度判定部と、
   前記第２強度判定部により強度が前記第２閾値以上と判定された前記反射波から算出された前記障害物の距離を用いて開口合成処理を行い、前記障害物の２次元座標位置を評定する第２位置評定部とを備える障害物検知装置。
2. 前記複数のソナーセンサそれぞれの前記基準距離以上における検知範囲は、方形状であり、かつ、隣接するソナーセンサの検知範囲は重ならないことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
3. 前記障害物の距離が前記基準距離以上である場合、かつ、隣接するソナーセンサの一方が直接波を受信し、もう一方が間接波を受信した場合、前記障害物は前記隣接するソナーセンサの検知範囲の境界位置に存在すると判定する境界位置判定部を備えることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
4. 前記第１強度判定部は、前記境界位置判定部により前記障害物が前記境界位置に存在すると判定された場合、前記第１閾値よりも大きい第３閾値を用いて前記間接波の強度を判定することを特徴とする請求項３記載の障害物検知装置。
5. 予め定められた時間ごとに前記第１位置評定部により２次元座標範囲を評定された、又は前記第２位置評定部により２次元座標位置を評定された複数の障害物が追跡範囲に入っている場合、前記複数の障害物を同一障害物と判定する障害物追跡部を備え、
   前記障害物追跡部は、前記追跡範囲を、前記車両と前記同一障害物との相対速度に比例して大きくし、かつ、前記同一障害物までの距離が前記基準距離以上である場合、前記基準距離未満である場合に比べて大きくすることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
6. 前記同一障害物と前記車両との衝突の可否を判定すると共に衝突までの時間を算出する衝突判定部を備えることを特徴とする請求項５記載の障害物検知装置。
7. 前記複数のソナーセンサそれぞれの前記基準距離以上における検知範囲は、方形状であり、かつ、隣接するソナーセンサの検知範囲は、前記複数のソナーセンサが並ぶ方向において１／２未満重なることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。

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