JP7067438B2

JP7067438B2 - スペース検知システム

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Publication number: JP7067438B2
Application number: JP2018219548A
Authority: JP
Inventors: 泰行奥田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2038-11-22
Also published as: JP2020085630A

Description

本開示は、超音波センサを用いて空きスペースを検知するスペース検知システムに関する。

特許文献１には、車両の積載状況を管理する車両積載管理システムが開示されている。特許文献１の車両積載管理システムは、複数の超音波センサを備えている。各超音波センサは、荷室に積載された積荷に向けて超音波を発射し、積荷による反射波を検知する。車両積載管理システムは、各超音波センサでの発射から検知までの時間に基づいて積荷までの距離を検知する。検知された積荷までの距離に基づいて、荷室の容積に対する積載率を管理する。

特開２００４－２８４７２２号公報

しかし、超音波センサは、反射波の到来する方向を識別しにくい。この結果、配置された物体の反射波を検知可能な範囲内に部分的な空き領域が存在している場合でも、その空き領域の存在を検知できないおそれがある。故に特許文献１のシステムで検知可能な荷室の空きスペースには、こうした部分的な空き領域が含まれないことにより、検知精度の低下が生じえた。

本開示は、空きスペースの検知精度低下を抑制可能なスペース検知システムの提供を目的とする。

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、本開示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、本開示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開示のスペース検知システムは、車両（１）の荷室（２）内に設定された所定の検知範囲（Ａ）に超音波を送信し、検知範囲内の物体による反射波を受信する超音波センサ（２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）を複数用いるスペース検知システムであって、各超音波センサに対応する検知範囲は、互いに部分的に重なる配置で設定されており、複数の超音波センサのうち特定の超音波センサの受信した反射波に基づいて、対応する検知範囲のうち、物体に占有されている可能性のある占有領域と、占有されていない空き領域とを判断する判断部（１１０）と、複数の超音波センサの各々について判断部で判断された結果に基づいて、荷室内の空きスペースを算出する算出部（１２０）と、を備え、算出部は、検知範囲の重なり範囲について、判別部においていずれかの超音波センサに基づいて占有領域と判断されていても、他の超音波センサに基づいて空き領域と判断されていれば、空き領域と扱って空きスペースを算出する。

以上の構成によれば、各超音波センサの検知範囲は、互いに部分的に重なる配置で設定されている。重なり範囲について、判断部は、超音波センサのある一つに基づいた判断では空き領域と判断できなくても、他のある一つの超音波センサによる判断では空き領域と判断しうる。算出部は、重なり範囲について、いずれかの超音波センサで占有領域と判断されていても、他の検知範囲で空き領域と判断されていれば空き領域と扱って空きスペースを算出する。この結果算出部は、ある超音波センサによる検知範囲の部分的な空き領域のうち、重なり範囲に位置する空き領域を含めて荷室内の空きスペースを算出可能となる。従ってスペース検知システムは、空きスペースの検知精度低下を抑制可能となる。

スペース検知システムの構成を示す図である。超音波センサの検知範囲および位置関係の例を示す図である。第一実施形態における超音波センサの配置を示す図である。配置された荷物に対する空き領域の判断例を示す図である。空き領域に対する空きスペースの算出例を示す図である。管理部の作動例を示すフローチャートである。第二実施形態における超音波センサの配置を示す図である。第三実施形態における超音波センサの配置を示す図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において、対応する構成要素には同一番号の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。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。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりでなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても部分的に構成を組み合わせることも可能である。

＜第一実施形態＞
本開示の第一実施形態によるスペース検知システム１０は、図１に示すように車両１で用いられている。車両１はトラックであり、直方体状の荷室２を内部に区画するコンテナ３を備えている。荷室２に面したコンテナ３の内壁面は、それぞれ前後方向、上下方向、左右方向を向く姿勢である。なお、実施形態における荷室２の方向に関する表現は、水平面におかれた車両１を基準として定義される。具体的には、車両１の進行方向に沿った方向のうち、荷室２から運転席に向かう方向を前方とし、その逆を後方として説明する。また、車幅方向に沿った方向のうち、前方を向いた場合の左に向かう方向を左方とし、前方を向いた場合の右に向かう方向を右方として説明する。

スペース検知システム１０は、荷室２内における空きスペースを検知する。検知された空きスペースは、例えばデータセンタなどに送信され、積載量や運行経路などの管理に利用される。具体的には、空きスペースと荷物の輸送要求とのマッチングによる荷物の相乗りサービスなどに利用可能である。スペース検知システム１０は、複数の超音波センサ２０、およびそれらの超音波センサ２０を管理する管理部１００を有している。

超音波センサ２０は、超音波を荷室２内に送信すると共に、荷室２内に配置された検知対象としての物体、すなわち荷物による反射波を受信する機能を有するセンサユニットである。超音波センサ２０は、図２に示すようにセンサ素子２１および駆動部２２を有する。

センサ素子２１は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛などの圧電体を円板状に成形して電極を設けた圧電素子、および圧電素子を底部内面に組み付けられた円筒状の振動部材などを含んで構成されている。センサ素子２１は、電極に印加された所定周波数の駆動電圧を圧電素子により振動に変換し、振動部材の底部を通じて超音波として送信する。センサ素子２１は、超音波の受信に伴う振動部材の振動を圧電素子により電圧の変動に変換し、検知信号として電極から出力する。

駆動部２２は、例えばＩＣなどを主体として構成されたセンサ素子２１の駆動装置である。駆動部２２は、駆動電圧の印加によりセンサ素子２１に超音波を送信させ、反射波の受信に伴う電圧の変動を検知する。駆動部２２は、超音波の送信から反射波の受信までの時間を計測し、計測情報として管理部１００に送信する。

複数の超音波センサ２０は、荷室２内のうち、各々に対応する所定の検知範囲Ａに超音波を送信し、検知範囲Ａ内の荷物による反射波を受信する。本実施形態のスペース検知システム１０においては、検知範囲Ａは、例えば図２および図３に示すように、半値角Ｒと受信限界距離Ｄとにより定義可能な、超音波センサ２０を頂点とする略楕円錐状の空間とみなされている。より具体的には、検知範囲Ａは、超音波センサ２０の向く方向と直交する平面において楕円形の断面形状を呈する。また検知範囲Ａは、超音波センサ２０の向く方向に沿った平面において、半径を受信限界距離Ｄとし、中心角を半値角Ｒの二倍とした扇形の断面形状を呈する。ただし、超音波センサ２０の向く方向とは、送信する超音波の強度が最大値となる方向を示す。

半値角Ｒは、送信する超音波の強度についての指向性を示すパラメータの一種であり、半値半幅などとも呼ばれる。半値角Ｒは、超音波センサ２０の向く方向、すなわち送信する超音波の強度が最大値となる方向と、最大値の半分の強度となる方向との間の角度である。超音波センサ２０の向く方向に沿ったある断面における半値角Ｒは、その断面におけるセンサ素子２１の口径、すなわち振動部材の外径φと、送信する超音波の波長λとを用いてＲ＝７０＊λ／φで近似される。すなわち、図２に示すように、左右方向を向く配置の超音波センサ２０の場合、超音波センサ２０を含み左右方向および前後方向に沿った断面における半値角Ｒは、前後方向における振動部材の寸法を外径φに代入することにより近似される。

受信限界距離Ｄは、荷物による反射波の受信を担保可能な超音波センサ２０から荷物までの距離である。受信限界距離Ｄは、送信する超音波の強度と、反射波の受信を識別可能な強度とに基づき、荷物との間の往復に伴い減衰した反射波を識別可能となるように設定されている。受信限界距離Ｄは、想定される荷物の反射率や、検知範囲Ａ内に配置されていると扱う荷物の反射面積の最低値などに基づき設定される。受信限界距離Ｄは、超音波センサ２０の向く方向から半値角Ｒ離れた方向に荷物を配置した場合において、反射波の受信を担保可能な距離として設定される。すなわち検知範囲Ａは、球を楕円錐面で分割した形状ともいえる。

本実施形態の超音波センサ２０は、荷室２の側壁部に設けられている。具体的には、荷室２の左方に位置する左側壁部４と、荷室２の後方に位置する後側壁部５とにそれぞれ複数の超音波センサ２０が設けられている。なお後側壁部５には、荷物の積み下ろしのためのドア５ａが設けられている。左側壁部４および後側壁部５は、「側壁部」に相当し、また直方体状の荷室２の隣り合う壁部であるため互いに垂直であることから、「第一側壁部」および「第二側壁部」にも相当する。左側壁部４および後側壁部５は、床部６に対して垂直に配置されている。

左側壁部４および後側壁部５に設けられた各超音波センサ２０は、床部６に平行な方向、すなわち水平方向に沿って超音波を送信する。具体的には、左側壁部４に設けられた超音波センサ２０は、右方に超音波を送信する。後側壁部５に設けられた超音波センサ２０は、前方に超音波を送信する。超音波センサ２０は、検知範囲Ａに荷室２を区画するコンテナ３の壁面を含まないように配置されている。従って各超音波センサ２０は、検知範囲Ａの下端を、想定される最小の荷物の上端よりも下方とし、かつ荷室２の床部６から上方に離間した位置とするように配置されている。

左側壁部４および後側壁部５に設けられた各超音波センサ２０は、床部６に対して平行に並ぶように配置されている。具体的には、左側壁部４には、五つの左超音波センサ２０ａが前後方向に沿って延びる直線状に並んで配置されている。後側壁部５には、二つの後超音波センサ２０ｂが左右方向に並んで配置されている。

左側壁部４の超音波センサ２０である左超音波センサ２０ａは、検知範囲Ａの形状が実質的に等しくなるように設計されている。また左超音波センサ２０ａは、隣り合う左超音波センサ２０ａと検知範囲Ａが部分的に重なるように配置されている。例えば、隣り合う左超音波センサ２０ａとのセンサ距離Ｄｓが、検知範囲Ａの前後方向に沿った幅寸法のうち、最大幅Ｗの二分の一から三分の二程度に設定されている。この結果、検知範囲Ａのうち最大幅Ｗとなっている部分では、前後方向に沿った幅寸法のうち三分の一から二分の一程度が隣接する検知範囲Ａと重なっている。左超音波センサ２０ａは、例えば上下方向よりも前後方向に広がった扁平形状を呈する検知範囲Ａとなるように配置されている。

後側壁部５の超音波センサ２０である後超音波センサ２０ｂは、左超音波センサ２０ａと検知範囲Ａが部分的に重なっている。後超音波センサ２０ｂによる超音波の送信方向は、左超音波センサ２０ａの送信方向と垂直となっている。後超音波センサ２０ｂは、例えば上下方向よりも左右方向に広がった扁平形状を呈する検知範囲Ａとなるように配置されている。

管理部１００は、例えばソフトウェアを非一時的に記録した非遷移的かつ実体的な記憶媒体としてのメモリ１０１と、メモリに記録されたソフトウェアを実行するプロセッサ１０２とを備えた電子制御装置である。管理部１００は、ソフトウェアの実行により、判断部１１０および算出部１２０としての機能を発揮するように構成されている。なお、管理部１００の発揮する機能の一部または全部が、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に実現される構成でもよい。

判断部１１０は、特定の超音波センサ２０の受信した反射波に基づいて、図４に示すようにその超音波センサ２０に対応した検知範囲Ａの空き状況を判断する。例えば判断部１１０は、特定の超音波センサ２０に対して超音波の送信および反射波の受信を実行させ、送信から受信までの時間を計測した計測情報を取得する。判断部１１０は、送信から受信までの時間に従い物体までの距離を算出し、算出した距離に基づいて空き状況の判断を行う。具体的には、検知範囲Ａのうち、空き領域となっている部分と、占有領域となっている部分とを判断する。

空き領域は、検知範囲Ａのうち、荷物により占有されていないと判断できる領域である。本実施形態における空き領域は、半値角Ｒと、算出された物体までの距離とに基づいて定義される、検知範囲Ａと同様の超音波センサ２０を頂点とする略楕円錐状の空間とみなされている。すなわち空き領域は、半径を算出した物体までの距離とし、中心角を半値角Ｒとした扇形を、扇形を囲う二つの半径の一方を回転軸として回転させた回転体とみなされている。

占有領域は、荷物により占有されている可能性のある領域である。本実施形態における占有領域は、検知範囲Ａのうち、空き領域であると判断できなかった部分である。従って占有領域は、略楕円錐状の検知範囲Ａから略楕円錐状の空き領域を差し引いた略楕円錐台状となっている。占有領域は、中心軸線周辺を超音波センサ２０から離間する方向に湾曲させた形状となっている。

判断部１１０は、複数の超音波センサ２０の各々について、上述した判断を実行する。すなわち、各超音波センサ２０に順に計測を実行させ、計測した距離に基づいて対応する検知範囲Ａについての判断を行う。判断部１１０は、各超音波センサ２０のうち、少なくとも後超音波センサ２０ｂについて、ドアロックなどの作動状態に基づいてドアを閉めていると判断できる場合に計測を実行させる。本実施形態の判断部１１０は、荷室２内部における空きスペースの増減、すなわち荷物の積み下ろしの生じていない状況において、上述の計測および判断をそれぞれ実行する。具体的には、ある荷物の積み下ろしから、次の積み下ろしが発生するまでの間に、全ての超音波センサ２０について計測および判断を少なくとも一回実行する。例えば判断部１１０は、車両１のエンジン始動時に、各超音波センサ２０について一回ずつ順に計測および判断を実行する。

荷室２は、ドア５ａを通じて荷物を積み下ろしされる。故に荷室２内の荷物は、積み下ろしの妨げとなりにくい後側壁部５から離れた部分、すなわち前方側に集中して荷物が配置されうる。こうした場合に、判断部１１０は、後超音波センサ２０ｂにより、荷物に遮られることなく空き領域の存在を判断しやすい。

算出部１２０は、荷室２内における、判断部１１０における判断に基づいて、図５に示すように追加で荷物を積載可能な空間を示す空きスペースを算出する。算出部１２０は、判断部１１０における超音波センサ２０の各々についての判断の結果と、荷室２内における各超音波センサ２０の配置とに基づいて空きスペースを算出する。本実施形態の算出部１２０は、例えば床部６のうち荷物を配置可能な範囲、すなわち床面の空き面積を空きスペースとして算出する。

算出部１２０は、例えば図５に示すように、荷物が直方体状であり、かつ荷室の前方から後方に向けて順に配置されていると仮定して空きスペースを算出する。従って、超音波センサ２０の間の側壁に近接した部分などは、隣接する超音波センサ２０に対応する検知範囲Ａが空き領域と判断されていれば空きスペースに含められている。また、検知範囲Ａの重なり範囲については、一方の検知範囲Ａで占有領域と判断されていても、他方の検知範囲Ａで空き領域と判断されていれば、空き領域として扱って空きスペースを算出している。

具体的には、最も前方に位置する左超音波センサ２０ａでは、検知範囲Ａ内の空き領域を検知できていない。しかし、隣接する左超音波センサ２０ａで重なり領域の空き領域を検知されたことにより、部分的な空き領域を含めて空きスペースとして算出可能となっている。

［管理部１００の作動］
管理部１００の作動を、図６のフローチャートに沿って説明する。管理部１００は、例えば車両１のエンジンが始動されると、図６に示す処理をＳ１から実行する。

Ｓ１では、図６に示す処理の開始からの期間で計測を実施させていない超音波センサ２０の一つに対して、超音波の送受信に要した時間の計測を要求する。

Ｓ２では、直近のＳ１で計測させた超音波センサ２０に対応する検知範囲Ａについて、送受信に要した時間に基づいて占有領域にあたる部分と空き領域にあたる部分を判断する。

Ｓ３では、処理の開始かの期間で、全ての超音波センサ２０について計測の要求および占有領域と空き領域との判断を実施済みであるか否かを判断する。すべての超音波センサ２０に計測の要求および判断を完了している場合はＳ４に進み、実施済みでない超音波センサ２０が一つ以上ある場合はＳ１に戻る。

Ｓ４では、Ｓ２での判断結果の中に、検知範囲Ａの重なり範囲について占有領域が含まれている旨の判断結果があるか否かを判断する。含まれている判断結果がある場合にはＳ５に進み、含まれていない場合にはＳ７に進む。

Ｓ５では、Ｓ４で占有領域を含んでいると判断された重なり範囲について、他の超音波センサの判断結果で空き領域と判断できているか否かを判断する。空き領域と判断している判断結果がある場合にはＳ６に進み、他の判断結果でも占有領域と判断されている場合にはＳ７に進む。

Ｓ６では、Ｓ４で占有領域と判断された部分のうち、空き領域と判断された判断結果のある部分について、空き領域扱いに変更する。Ｓ７では、各超音波センサ２０による判断結果を統合して、荷室２の空きスペースを算出する。

［第一実施形態のまとめ］
以上、説明した第一実施形態によれば、各超音波センサ２０の検知範囲Ａは、互いに部分的に重なる配置で設定されている。重なり範囲について、判断部１１０は、超音波センサ２０のうちある一つに基づいた判断では空き領域と判断できなくても、他のある一つの超音波センサ２０による判断では空き領域と判断しうる。算出部１２０は、重なり範囲について、いずれかの超音波センサ２０で占有領域と判断されていても、他の超音波センサ２０を用いて空き領域と判断されていれば空き領域と扱って空きスペースを算出する。この結果、算出部１２０は、ある超音波センサによる検知範囲Ａの部分的な空き領域のうち、重なり範囲に位置する空き領域を含めて荷室２内の空きスペースを算出可能となる。従ってスペース検知システム１０は、空きスペースの検知精度低下を抑制可能となる。

また本実施形態では、左側壁部４および後側壁部５に設けられた超音波センサ２０は、床部に対して平行に並んでいる。この結果、各超音波センサ２０の検知範囲Ａ、およびそれらの重なり範囲は、床部６に平行に並ぶ。故に、判断部１１０で判断された各検知範囲Ａや重なり範囲における占有領域と空き領域との配置関係は、床面における物体に占有されている可能性のあるエリアと占有されていないエリアとに対応しうる。従ってスペース検知システム１０は、空きスペースとして積載可能な床面の領域を検知する場合に、精度低下をより抑制可能となる。

さらに本実施形態の超音波センサ２０は、互いに垂直な左側壁部４および後側壁部５にそれぞれ設けられている。こうした配置によれば、一方の超音波センサ２０における超音波の送信方向が、他方の超音波センサ２０における送信方向に垂直な方向に相当する。従って判断部１１０は、一方の超音波センサ２０で送信方向に垂直な方向における荷物の位置を判断できない場合であっても、他方の超音波センサ２０の送信方向における距離として計測可能となる。故に判断部１１０は、一方の側壁部に配置された超音波センサ２０で送信方向と垂直な方向において部分的となっている空き領域が存在する場合に、他方の側壁部に配置された超音波センサ２０で空き領域と占有領域との境界を判断しうる。従ってスペース検知システム１０は、空きスペースの検出精度低下をより抑制可能となる。

＜第二実施形態＞
図７に示す第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態におけるスペース検知システム１０では、超音波センサ２０の配置が第一実施形態における配置と異なっている。

第二実施形態における超音波センサ２０は、左側壁部４に設けられている。左側壁部４に設けられた超音波センサ２０の一部は、他の一部の超音波センサ２０よりも上方に配置されている。具体的には、左側壁部４には、第一実施形態に示した左超音波センサ２０ａに加えて、上段超音波センサ２０ｃが設けられている。

上段超音波センサ２０ｃは、左超音波センサ２０ａよりも上方に配置された超音波センサ２０である。上段超音波センサ２０ｃは、前後方向に沿って直線状に四つ並んで配置されている。各上段超音波センサ２０ｃは、左超音波センサ２０ａに対して前後方向にずれた位置に配置されている。換言すれば、各上段超音波センサ２０ｃは、左超音波センサ２０ａと上下方向の投影視において離間する配置である。より具体的には、各上段超音波センサ２０ｃは、上下方向の投影視において、隣り合う二つの左超音波センサ２０ａの中間点となるように配置されている。

上段超音波センサ２０ｃは、右方に向けて超音波を送信する。各上段超音波センサ２０ｃの検知範囲Ａは、前後方向において隣接する上段超音波センサ２０ｃの検知範囲Ａと部分的に重なっている。また上段超音波センサ２０ｃの検知範囲Ａは、左超音波センサ２０ａの検知範囲Ａとも部分的に重なっている。

［第二実施形態のまとめ］
以上、説明した第二実施形態によれば、第一実施形態と同様に、スペース検知システム１０は空きスペースの検出精度低下を抑制可能である。

また第二実施形態では、左側壁部４に設けられた超音波センサ２０の一部である上段超音波センサ２０ｃが、他の一部の超音波センサ２０である左超音波センサ２０ａよりも上方に配置されている。故に判断部１１０は、荷物の上方に部分的な空き領域が存在する場合においても、その空き領域の存在を、相対的に上側の超音波センサ２０、すなわち上段超音波センサ２０ｃにより判断しうる。従って、スペース検知システム１０は、荷物の上方に存在する部分的な空き領域を含めて空きスペースを検知可能となる。

さらに第二実施形態では、各上段超音波センサ２０ｃは、左超音波センサ２０ａに対して前後方向にずれた位置に配置されている。故に算出部１２０は、各上段超音波センサ２０ｃを用いて、空きスペースとして床部６の空きの前後方向に沿った寸法をより精度よく算出しうる。故に、超音波センサ２０の増大を抑制して空きスペースを精度よく検知可能となる。

＜第三実施形態＞
図８に示す第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態におけるスペース検知システム１０では、超音波センサ２０の配置が第一実施形態における配置と異なっている。

第三実施形態における超音波センサ２０は、左側壁部４に設けられた左超音波センサ２０ａに加えて、天井部７にも設けられている。天井部７に設けられた超音波センサ２０である天井超音波センサ２０ｄは、前後方向に沿って並ぶ配置となっている。また天井超音波センサ２０ｄは、左右方向に沿って並ぶ配置ともなっている。具体的には、前後方向に沿って並んだ四つの天井超音波センサ２０ｄの列が、左右方向に二列並ぶ配置となっている。

天井超音波センサ２０ｄは、下方に向けて超音波を送信する。天井超音波センサ２０ｄの検知範囲Ａは、隣接する天井超音波センサ２０ｄの検知範囲Ａと部分的に重なっている。また天井超音波センサ２０ｄの検知範囲Ａは、左超音波センサ２０ａの検知範囲Ａとも部分的に重なっている。

［第三実施形態のまとめ］
以上、説明した第三実施形態によれば、スペース検知システム１０は、第一実施形態と同様に空きスペースの検出精度低下を抑制可能である。

また第三実施形態では、超音波センサ２０の一部が、天井超音波センサ２０ｄとして７に設けられている。こうした配置の天井超音波センサ２０ｄで計測された荷物との距離によれば、判断部１１０は、天井部と荷物との間に存在する空き領域の大きさを精度よく判断可能となる。従ってスペース検知システム１０は、荷物の上方に存在する部分的な空き領域を含めて空きスペースを精度よく検知可能となる。

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本開示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。

上述の実施形態においては、各超音波センサ２０は、単独のセンサ素子により送受信の機能を提供され、検知範囲を固定された構成であった。しかし、各超音波センサ２０は、複数のセンサ素子を備え、超音波の送信と受信とを別のセンサ素子で個別に実施する構成でもよい。また各超音波センサ２０には、複数のセンサ素子を配列したセンサアレイにより提供され、センサ素子の個別駆動により検知範囲を変更しうる構成のものが含まれていてもよい。また各超音波センサ２０に対して、判断部１１０は他の超音波センサ２０と連動させて送受信を実施させてもよい。例えば判断部１１０は、ある超音波センサ２０に送受信を実施させる場合に、他の超音波センサ２０に受信を実施させてもよい。

上述の実施形態においては、超音波センサ２０は、平面状を呈する荷室２の内壁面に埋設されていた。しかし、検知範囲Ａを部分的に重ねる配置となっていれば、設置方法も適宜変更可能である。例えば、超音波センサ２０が荷室２に向けて壁部から突出する構成でもよいし、荷室２の内壁面に沿った柱や梁などによる突出部が存在する場合には、その突出部の表面に超音波センサ２０を設ける構成でもよい。また、超音波センサ２０の配置箇所は各実施形態に示したパターンに限られない。例えば、左側壁部４にのみ一直線状に超音波センサ２０を配置した構成、すなわち第一実施形態の左超音波センサ２０ａに相当する超音波センサ２０のみを設けた構成でもよい。あるいは、荷室２の左右両方の側壁に、一直線状に超音波センサ２０を設けてもよい。

上述の実施形態においては、各超音波センサ２０に対応する検知範囲や、送受信に要した時間に基づく空き領域は、略楕円錐状の空間と定義されていた。また、占有領域を生じている荷物を直方体状と仮定して、荷物を載置可能な床面や、荷物上方の空間と定義された空きスペースを算出していた。しかし、各検知範囲や空き領域、空きスペースなどの定義や算出方法、および利用するパラメータなどは、超音波センサ２０の配置や特性、空きスペースの用途などに応じて適宜変更可能である。例えば検知範囲は、楕円体状などの形状として定義してもよいし、超音波センサ２０の向く方向まわりの全周にわたって半値角が均等であれば、円錐状や回転楕円体状などの回転体状の空間と定義して互いの重なり範囲を調整することもできる。また、荷室２内の温度を計測して距離を補正するなど、送受信に要した時間以外の情報も空き領域の判断に用いることができる。さらに、仮定される荷物の形状や姿勢は、車両１の主に輸送する荷物の形状などに合わせて変更することができる。

上述の実施形態においては、荷室２は直方体状であり、各超音波センサ２０を配置される各内壁面は前後左右上下のいずれかの方向を向く配置であった。しかし、荷室２の形状や姿勢、および超音波センサ２０の配置は適宜変更可能である。例えば、荷室２の高さ寸法が部分的に他の部分と異なっていてもよいし、荷室２のドアが側壁部に設けられていてもよい。こうした場合には、荷室２の寸法や積み込み経路としてのドアの配置の変動に従って、想定される荷室２内の荷物の配置も変化する。故にこうした場合には、超音波センサ２０の配置が変更されうる。

上述の実施形態においては、運転席を用いて方向が定義されていた。しかし、自動運転により運転席なしで双方向に走行可能な、前後左右の区別のない車両１でスペース検知システム１０を用いることも可能である。

１車両、２荷室、４左側壁部（側壁部、第一側壁部）、５後側壁部（側壁部、第二側壁部）、２０超音波センサ、２０ａ左超音波センサ（超音波センサ）、２０ｂ後超音波センサ（超音波センサ）、２０ｃ上段超音波センサ（超音波センサ）、２０ｄ天井超音波センサ（超音波センサ）、７天井部、１１０判断部、１２０算出部、Ａ検知範囲

Claims

車両（１）の荷室（２）内に設定された所定の検知範囲（Ａ）に超音波を送信し、前記検知範囲内の物体による反射波を受信する超音波センサ（２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）を複数用いるスペース検知システムであって、
各前記超音波センサに対応する前記検知範囲は、互いに部分的に重なる配置で設定されており、
複数の前記超音波センサのうち特定の前記超音波センサの受信した前記反射波に基づいて、対応する前記検知範囲のうち、前記物体に占有されている可能性のある占有領域と、占有されていない空き領域とを判断する判断部（１１０）と、
複数の前記超音波センサの各々について前記判断部で判断された結果に基づいて、前記荷室内の空きスペースを算出する算出部（１２０）と、を備え、
前記算出部は、前記検知範囲の重なり範囲について、前記判断部においていずれかの前記超音波センサに基づいて占有領域と判断されていても、他の前記超音波センサに基づいて空き領域と判断されていれば、空き領域と扱って前記空きスペースを算出するスペース検知システム。
複数の前記超音波センサの少なくとも二つが、前記荷室の床面に平行に並ぶ配置で前記荷室の側壁部（４、５）に設けられている請求項１に記載のスペース検知システム。
複数の前記超音波センサは、前記荷室の第一側壁部と、前記第一側壁部と垂直な第二側壁部とのそれぞれに少なくとも一つずつ配置されている請求項１または２に記載のスペース検知システム。
複数の前記超音波センサの少なくとも一つが、他の前記超音波センサよりも上方向に位置している請求項１～３のいずれか１項に記載のスペース検知システム。
複数の前記超音波センサの少なくとも一つが、前記荷室の天井部（７）に配置されている請求項１～４のいずれか１項に記載のスペース検知システム。