JP7180368B2 - 物体検出装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、物体検出装置及びプログラムに関する。

超音波等の探査波を物体に送信し、物体に反射された探査波を受信することによって、物体までの距離を測定する技術が知られている。

特開２０１６－０８５０３９号公報 特開２００５－０７６４０８号公報

送波器及び受波器が一体となって探査波を送受信する物体検出装置においては、振動子を送波器として用いた場合に、振動子に共振周波数に近い電気信号をパルス的に印加するため、電気信号の印加をやめても直ちに振動は収まらず、超音波振動が機械的に短時間持続する残響が生じる。

したがって、検出対象の物体までの距離が近い場合には、反射波の少なくとも一部が残響に含まれてしまい、反射波の検出、ひいては、検出対象の物体の検出が正確に行えなくなる虞があり、ひいては、物体検出に伴う制御（例えば、ドア開度の制御）を正確に行えなくなる虞があった。

実施形態の物体検出装置は、パルス状の探査波を送受信する第１の送受信部と、前記第１の送受信部から離間して配置され、パルス状の探査波を送受信する第２の送受信部と、前記第１の送受信部および前記第２の送受信部の受信結果に基づき物体の有無を判定する処理部と、を備え、前記処理部は、残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できなかったと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する。
上記構成によれば、所定距離内に位置する物体の有無の判定を確実に行える。

また、前記処理部は、前記残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信され、多重反射された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できたと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に前記他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する、ようにしてもよい。
上記構成によれば、多重反射が検出されるほど近い所定距離内に位置する物体の有無の判定を確実に行える。

また、前記処理部は、前記探査波の発振回数を通常測定時よりも増加させるとともに、前記残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間β（＞α）未満の期間に前記一方の送受信部で受信できたと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記他方の送受信部で受信できなかったと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する、ようにしてもよい。
上記構成によれば、探査波の発振回数を増加させて、直達波の信号レベルが高くなってしまう場合でも、確実に所定距離内に位置する物体の有無の判定を行える。

前記一定時間αは、前記残響時間が所定の期間であり、かつ、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信され、多重反射された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できる場合の前記一方の送受信部と前記物体との最大距離に前記物体が存在するときに取得される前記一方の送受信部から前記探査波が送信されてから前記他方の送受信部で前記探査波を受信するまでの時間以上に設定されている、ようにしてもよい。
上記構成によれば、多重反射波に基づく３辺測量によって物体の位置を誤って算出することを防止することができる。

前記処理部は、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部の少なくとも一方への異物の付着がある場合には、前記残響時間が所定の期間であるか否かにかかわらず、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に前記他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する、ようにしてもよい。
上記構成によれば、例えば、送受信部に異物が付着した場合にも、所定距離内に位置する物体の有無の判定を確実に行える。

前記処理部は、前記残響時間が所定の期間を超えて伸びており、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できたと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定するとともに、前記一方の送受信部から送信されてから前記一方の送受信部で受信するまでの時間を１／２して得られる時間を用いて３辺測量により前記物体の位置を算出する、ようにしてもよい。
上記構成によれば、２回反射波に対応して得られる反射波の受信までの時間をそのまま用いることなく１回反射波に相当する値として物体の位置を算出するので、正しい位置を算出することができる。

また、パルス状の探査波を送受信する第１の送受信部と、前記第１の送受信部から離間して配置され、パルス状の探査波を送受信する第２の送受信部と、を備えた物体検出装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、前記コンピュータを、残響時間が所定の期間であるか否かを判定する手段と、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できたか否かを判定する手段と、前記一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に他方の送受信部で受信できたか否かを判定する手段と、前記残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できなかったと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する手段と、して機能させる。
上記構成によれば、所定距離内に位置する物体の有無の判定を確実に行える。

図１は、実施形態にかかる物体検出装置が搭載される車両の平面図である。 図２は、実施形態にかかる物体検出装置の概要構成ブロック図である。 図３は、実施形態にかかる物体検出装置１の機能を説明する機能ブロック図である。 図４は、実施形態にかかる複数の送受信部の機能概要説明図である。 図５は、物体までの距離検出原理の説明図である。 図６は、物体検出時の処理パターンの説明図である。 図７は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その１）である。 図８は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その２）である。 図９は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その３）である。 図１０は、送受信部Ｓ１の発振回数を増やした場合の動作説明図である。 図１１は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その４）である。 図１２は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その５）である。 図１３は、一定時間αの設定の考え方の説明図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも１つを得ることが可能である。

図１は、実施形態にかかる物体検出装置が搭載される車両の平面図である。
図１においては、矢印で示す方向が車両１０の前後左右方向である。

図１に示すように、物体検出装置が搭載される車両１０には、物体検出装置が備える複数の送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂ，１１ＲＢａ，１１ＲＢｂ，１１ＬＦａ，１１ＬＦｂ，１１ＬＢａ，１１ＬＢｂが、車両１０の各ドア１２ＲＦ，１２ＲＢ，１２ＬＦ，１２ＬＢの、例えば飾り板に設けられている。

送受信部１１ＲＦａは、例えば、右前方のドア１２ＲＦの開閉側の端部近傍に設けられている。送受信部１１ＲＦａの上下位置は、ドア１２ＲＦ下部の飾り板に送受信部１１ＲＦａを嵌めこむことで、ドア１２ＲＦの下側位置とすることができる。あるいは、送受信部１１ＲＦａの上下位置は、ドア１２ＲＦの上下端に対する中央位置や、ドア１２ＲＦの最も外側に迫り出した位置などとすることもできる。送受信部１１ＲＦｂは、例えば、ドア１２ＲＦの送受信部１１ＲＦａよりも車両１０の前方寄りに、送受信部１１ＲＦａから離間して設けられている。送受信部１１ＲＦｂの上下位置は、例えば送受信部１１ＲＦａの上下位置と等しい。送受信部１１ＬＦａ，１１ＬＦｂは、例えば、左前方のドア１２ＬＦの、送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂとそれぞれ対応する位置に設けられている。

送受信部１１ＲＢａは、例えば、右後方のドア１２ＲＢの開閉側の端部近傍に設けられている。送受信部１１ＲＢａの上下位置は、ドア１２ＲＢ下部の飾り板に送受信部１１ＲＢａを嵌めこむことで、ドア１２ＲＢの下側位置とすることができる。あるいは、送受信部１１ＲＢａの上下位置は、ドア１２ＲＢの上下端に対する中央位置や、ドア１２ＲＢの最も外側に迫り出した位置などとすることもできる。送受信部１１ＲＢｂは、例えば、ドア１２ＲＢの送受信部１１ＲＢａよりも車両１０の前方寄りに、送受信部１１ＲＢａから離間して設けられている。送受信部１１ＲＢｂの上下位置は、例えば送受信部１１ＲＢａの上下位置と等しい。送受信部１１ＬＢａ，１１ＬＢｂは、例えば、左後方のドア１２ＬＢの、送受信部１１ＲＢａ，１１ＲＢｂとそれぞれ対応する位置に設けられている。

これ以降、複数の送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂ，１１ＲＢａ，１１ＲＢｂ，１１ＬＦａ，１１ＬＦｂ，１１ＬＢａ，１１ＬＢｂを特に区別しないときは、単に送受信部１１等と記載する。また、複数のドア１２ＲＦ，１２ＲＢ，１２ＬＦ，１２ＬＢを特に区別しないときは、単にドア１２等と記載する。

送受信部１１は、超音波等の探査波を送信するセンサまたはソナーである。また、送受信部１１は、物体によって反射された探査波を受信する受信機としても機能する。送受信部１１は、各ドア１２の周辺に探査波を送受信することで、各ドア１２近傍に存在する物体を検出する。

物体検出装置が搭載される車両１０には、また、物体検出装置が備える複数のドア開度調節部１３ＲＦ，１３ＲＢ，１３ＬＦ，１３ＬＢが、車両１０の各ドア１２ＲＦ，１２ＲＢ，１２ＬＦ，１２ＬＢの、例えばアウターパネル内部に設けられている。

ドア開度調節部１３ＲＦは、例えば、右前方のドア１２ＲＦのヒンジ側の端部近傍に設けられている。ドア開度調節部１３ＲＢは、例えば、右後方のドア１２ＲＢのヒンジ側の端部近傍に設けられている。ドア開度調節部１３ＬＦは、例えば、左前方のドア１２ＬＦのヒンジ側の端部近傍に設けられている。ドア開度調節部１３ＬＢは、例えば、左後方のドア１２ＬＢのヒンジ側の端部近傍に設けられている。

これ以降、複数のドア開度調節部１３ＲＦ，１３ＲＢ，１３ＬＦ，１３ＬＢを特に区別しないときは、単にドア開度調節部１３等と記載する。

ドア開度調節部１３は、いずれかのドア１２の近傍に障害物となり得る物体が存在するときは、そのいずれかのドア１２の開度を調節して、ドア１２と物体との衝突を回避する。

図２は、実施形態にかかる物体検出装置の概要構成ブロック図である。
物体検出装置１は、送受信部１１により、車両１０の各ドア１２周辺の物体を検出する。障害物となり得る物体を検出した時は、物体検出装置１は、ドア開度調節部１３により物体との衝突を回避する。

図２に示すように、物体検出装置１は、複数の送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂ，１１ＲＢａ，１１ＲＢｂ，１１ＬＦａ，１１ＬＦｂ，１１ＬＢａ，１１ＬＢｂ、複数のドア開度調節部１３ＲＦ，１３ＲＢ，１３ＬＦ，１３ＬＢ、物体検出部２０、および車内ネットワーク２０ｅを備える。

複数の送受信部１１は、車内ネットワーク２０ｅに接続されている。複数の送受信部１１は、車内ネットワーク２０ｅを介して、送受信情報を物体検出部２０へ送信する。複数のドア開度調節部１３は、車内ネットワーク２０ｅに接続されている。複数のドア開度調節部１３は、車内ネットワーク２０ｅを介して、物体検出部２０からの制御を受けて、各ドア１２の開度を調節する。

物体検出部２０は、複数の送受信部１１のそれぞれから取得した送受信情報に基づいて、物体の存在及び物体の位置を判定する。物体検出部２０は、検出した物体に関する情報をドア開度調節部１３へ出力してドア１２との衝突を抑制する。

物体検出部２０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等のマイクロコンピュータを含むコンピュータである。物体検出部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０ａと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｂと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｃと、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）２０ｄと、を備える。ＣＰＵ２０ａ、ＲＯＭ２０ｂ及びＲＡＭ２０ｃは、同一パッケージ内に集積されていてもよい。

ＣＰＵ２０ａは、ハードウェアプロセッサの一例であって、ＲＯＭ２０ｂ等の不揮発性の記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して、当該プログラムにしたがって各種の演算処理および制御を実行する。

ＲＯＭ２０ｂは、各プログラム及びプログラムの実行に必要なパラメータ等を記憶する。ＲＡＭ２０ｃは、ＣＰＵ２０ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。ＳＳＤ２０ｄは、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であって、物体検出部２０の電源がオフされた場合にあってもデータを維持する。

車内ネットワーク２０ｅは、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。車内ネットワーク２０ｅは、複数の送受信部１１、複数のドア開度調節部１３、および物体検出部２０を互いに信号及び情報を送受信可能に電気的に接続する。

図３は、実施形態にかかる物体検出装置１の機能を説明する機能ブロック図である。
図３に示すように、物体検出装置１の物体検出部２０は、処理部２１および記憶部２５を有する。

記憶部２５は、処理部２１が実行するプログラム、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。例えば、記憶部２５は、処理部２１が実行する物体検出プログラム２６を記憶する。記憶部２５は、物体検出プログラム２６の実行に必要な数値データ２７を記憶する。また、記憶部２５は、物体検出プログラム２６の実行に必要なドア軌跡データ２８を記憶する。

処理部２１は、例えば、ＣＰＵ２０ａの機能として実現される。処理部２１は、物体判定部２２、衝突判定部２３、およびドア開度制御部２４を有する。処理部２１は、例えば、記憶部２５に格納された物体検出プログラム２６を読み込むことによって、物体判定部２２、衝突判定部２３、およびドア開度制御部２４として機能してよい。物体判定部２２、衝突判定部２３、およびドア開度制御部２４の一部または全部は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、または、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含む回路等のハードウェアによって構成されてもよい。

物体判定部２２は、個々の送受信部１１からの送受信情報に基づき、検出された物体の位置および外形等を判定する。物体判定部２２の詳細の機能については後述する。

衝突判定部２３は、障害物となり得る物体がいずれかのドア１２近傍に検出された場合、ドア１２を開いたときにドア１２とその物体とが衝突する恐れがあるか否かを判定する。ドア１２とその物体とが衝突する恐れがある場合には、衝突判定部２３は、ドア１２とその物体との衝突位置を算出する。衝突判定部２３の詳細の機能については後述する。

ドア開度制御部２４は、衝突判定部２３によってドア１２と物体との衝突位置が算出された場合、その衝突位置の手前でドア１２が停止されるよう、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を制限する。

次に、物体検出装置１による物体の検出手法について説明する。
図４は、実施形態にかかる複数の送受信部の機能概要説明図である。
図４に示すように、複数の送受信部１１は、それぞれが、ドア１２の外側に向けて探査波を放射状に送信し、また、自身に向かう探査波を受信するように構成されている。
このとき、複数の送受信部１１のうち、同じドア１２に設けられる送受信部１１同士は、対になって連動するよう構成される。例えば、図４に示すドア１２ＲＦに設けられた２つの送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂは協働して動作する。これにより、ドア１２ＲＦ近傍の物体を検出する。
そして、所定距離内に物体が位置しているとされた場合には、ドア開度制御部２４は、ドア１２ＲＦと物体との衝突を回避するように、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を制限する動作を行う。

具体的には、送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂは、それぞれがパルス状の探査波の送受信を行う期間と、探査波の受信のみを行う期間とを交互に繰り返す。
このとき、送受信部１１ＲＦａは、送受信部１１ＲＦｂが探査波Ｔ１２の受信を行っている期間には探査波の送受信（探査波の送信及び探査波Ｔ１１の受信）を行う。
また、送受信部１１ＲＦａは、送受信部１１ＲＦｂが探査波の送受信（探査波の送信及び探査波Ｔ２２の受信）を行っている期間には探査波Ｔ２１の受信のみを行う。
送受信部１１ＲＦｂは、送受信部１１ＲＦａが探査波Ｔ２１の受信を行っている期間には探査波の送受信（探査波の送信及び探査波Ｔ２２の受信）を行う。
また、送受信部１１ＲＦｂは、送受信部１１ＲＦａが探査波の送受信（探査波の送信及び探査波Ｔ１１の受信）を行っている期間には探査波Ｔ１２の受信のみを行うことにより、ドア１２ＲＦ近傍の物体を検出する。

図５は、物体までの距離検出原理の説明図である。
以下の説明においては、理解の容易のため、送受信部１１ＲＦａ、１１ＲＢａ、１１ＬＦａ、１１ＬＢａを送受信部Ｓ１で表し、各送受信部Ｓ１に対応する送受信部１１ＲＦｂ、１１ＲＢｂ、１１ＬＦｂ、１１ＬＢｂを送受信部Ｓ２と表記するものとする。例えば、送受信部Ｓ１＝送受信部１１ＲＢａの場合には、送受信部Ｓ２＝送受信部１１ＲＢｂを意味するものとする。

まず、送受信部Ｓ１が探査波の送受信を行い、送受信部Ｓ２が受信のみを行うタイミングでは、図５（ａ）に示すように、送受信部Ｓ１は、自己が送信し、物体ＯＢにより反射された探査波Ｔ１１を受信する。
また、送受信部Ｓ２は、送受信部Ｓ１が送信し、物体ＯＢにより反射された探査波Ｔ１２を受信する。

一方、送受信部Ｓ２が探査波の送受信を行い、送受信部Ｓ１が受信のみを行うタイミングでは、図５（ｂ）に示すように、送受信部Ｓ２は、自己が送信し、物体ＯＢにより反射された探査波Ｔ２２を受信する。
また、送受信部Ｓ１は、送受信部Ｓ２が送信し、物体ＯＢにより反射された探査波Ｔ２１を受信する。

図６は、物体検出時の処理パターンの説明図である。
図６においては、残響時間の伸びの有無及び各送受信部Ｓ１、Ｓ２における探査波の受信状態と処理内容との対応関係を示している。
図６に示すように、例えば、残響時間が通常（伸び無し）であって、送受信部Ｓ１が探査波Ｔ１１を受信し、送受信部Ｓ２が探査波Ｔ２２を受信し、一定時間α以上の時間の経過後、送受信部Ｓ１が探査波Ｔ２１を受信し、送受信部Ｓ２が探査波Ｔ１２を受信した場合には、３辺測量により障害物である物体ＯＢの位置を算出する。この場合に、何らかの理由で探査波Ｔ２１若しくは探査波Ｔ１２のいずれか一方のみが検出できないときは、探査波Ｔ２１の飛翔時間と探査波Ｔ１２の飛翔時間とは略同一の時間であると考えられるため、検出できた他方の探査波に基づく情報を代わりに利用することができる。

次に物体検出時の処理パターン毎に説明を行う。なお、送受信部Ｓ１の送信時と送受信部Ｓ２の送信時との間で基本的な処理内容は共通するため、以下では送受信部Ｓ１の送信時について代表して説明する。
［１］残響時間が通常（伸び無し）、探査波Ｔ１１の検出有り、探査波Ｔ１２の一定時間α以上での検出有りの場合。
図７は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その１）である。
図７において、時刻＝０のタイミングにおいて、送受信部Ｓ１が送波器として機能し、探査波を送信したとすると、受波器として機能する送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２は、残響の影響を避けるために、探査波Ｔ１１の受信強度が所定の残響時間検出閾値ｔｈＥを下回るまで、すなわち、残響時間ＴＴＥが経過するまでは待機状態となる。

この場合において、送受信部Ｓ１から送受信部Ｓ２に直接到達する直達波ＴＤＲは、送波方向が受波方向を向いていないため、信号レベルが低く、反射波検出閾値ｔｈＲ以下の信号レベルとなるため、処理に影響が出ることはない。ここで、本例においては、直達波ＴＤＲの影響を避けるために、探査波の送信から予め定めた時間が経過するまでの間は、反射検出閾値ｔｈＲが相対的に高く設定される。そして、探査波の送信から予め定めた時間が経過すると、微弱な反射波も検出し得るように、反射波検出閾値ｔｈＲが相対的に低く設定される。

一方、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ１に再び戻った探査波Ｔ１１は、探査波Ｔ１１の信号レベルが反射波検出閾値ｔｈＲを超えた時間ＴＴ１１の経過時刻に送受信部Ｓ１に到達したことが検出される。

また、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ２に到った探査波Ｔ１２は、探査波Ｔ１２の信号レベルが反射波検出閾値ｔｈＲを超えた時間ＴＴ１２の経過時刻に送受信部Ｓ２に到達したことが検出される。

この状態において、時間ＴＴ１１は、送受信部Ｓ１から物体までの距離の２倍（往復なので）を探査波が伝送される時間に相当するので、図５（ｃ）に示すように、送受信部Ｓ１から物体ＯＢまでの距離ａを算出することが可能となる。

同様に、時間ＴＴ１２は、送受信部Ｓ１から物体までの距離に物体から送受信部Ｓ２までの距離を加えた距離を探査波が伝送される時間に相当するので、送受信部Ｓ１から物体ＯＢまでの距離ａを用いて、図５（ｃ）に示すように、送受信部Ｓ２から物体ＯＢまでの距離ｂを算出することが可能となる。
また、送受信部Ｓ１と送受信部Ｓ２との間の距離（離間距離）ｃは、既知である。

これらの結果、図５（ｃ）に示すように、送受信部Ｓ１からの物体ＯＢまでの水平距離ｘを余弦定理により算出し、送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２を含む仮想平面からの物体ＯＢまでの垂直距離ｚを水平距離ｘを用いてピタゴラスの定理により算出することができる。

そして、上記のように算出された物体ＯＢの位置に基づいて、ドア開度制御部２４は、ドア１２と物体との衝突を回避するため、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を、物体ＯＢに衝突する手前の位置で停止させるように制限する。

［２］残響時間が通常（伸び無し）、探査波Ｔ１１の検出無し、探査波Ｔ１２の一定時間α未満での検出有りの場合。
図８は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その２）である。
図８において、時刻＝０のタイミングにおいて、送受信部Ｓ１が送波器として機能し、探査波を送信したとすると、受波器として機能する送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２は、残響の影響を避けるために、探査波Ｔ１１の受信強度が所定の残響時間検出閾値ｔｈＥを下回るまで、すなわち、残響時間ＴＴＥが経過するまでは待機状態となる。

この場合において、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ１に再び戻った探査波Ｔ１１は、図８（ｂ）に示すように、残響時間ＴＴＥの経過前に送受信部Ｓ１に到達してしまうこととなり、検出されることはない（反射された探査波Ｔ１１が残響の中に完全に埋もれてしまい、見えなくなる）。

これに対し、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ２に到った探査波Ｔ１２は、探査波Ｔ１２の信号レベルが反射波検出閾値ｔｈＲを超えた時間ＴＴ１２の経過時刻に送受信部Ｓ２に到達したことが検出される。

したがって、この状態においては、図５（ｃ）に示した送受信部Ｓ１から物体ＯＢまでの距離ａを算出することができないため、３辺測量を行って障害物である物体ＯＢの位置を算出することができない。

しかしながら、上述したように、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ２に到った探査波Ｔ１２は、検出されているため、図８（ａ）に示すように、近距離（送受信部Ｓ１に近い位置）に障害物としての物体ＯＢが位置することが推定できるため、所定距離（例えば、一定時間α以内に探査波Ｔ１２が検出される程度の近距離）内に物体ＯＢが位置しているとされて、ドア開度制御部２４は、ドア１２と物体との衝突を回避するように、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を制限する、ドア１２を急停止させる、あるいは、ドア１２の開動作を禁止する。

［３］残響時間が通常（伸び無し）、探査波Ｔ１１の多重反射の検出有り、探査波Ｔ１２の一定時間α未満での検出有りの場合。
図９は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その３）である。
図９において、時刻＝０のタイミングにおいて、送受信部Ｓ１が送波器として機能し、探査波を送信したとすると、受波器として機能する送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２は、残響の影響を避けるために、探査波Ｔ１１の受信強度が所定の残響時間検出閾値ｔｈＥを下回るまで、すなわち、残響時間ＴＴＥが経過するまでは待機状態となる。

この場合において、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ１に再び戻った探査波Ｔ１１は、図９（ａ）に示すように、物体ＯＢまでの距離がかなり近い場合には、多重反射が検出される（図９（ｂ）に示すように、探査波Ｔ１１の信号レベルが、複数回、反射波検出閾値ｔｈＲを超える）。第１回目（あるいは、第１回目から複数回目）の探査波Ｔ１１は、残響時間ＴＴＥの経過前に送受信部Ｓ１に到達してしまうこととなり、検出されることはないが、第２回目（あるいは、第３回目以降）に反射された探査波Ｔ１１が、探査波Ｔ１１の信号レベルが反射波検出閾値ｔｈＲを超えた時間ＴＴ１１の経過時刻に送受信部Ｓ１に到達したことが検出される。

一方、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ２に到った探査波Ｔ１２は、探査波Ｔ１２の信号レベルが反射波検出閾値ｔｈＲを超えた時間ＴＴ１２の経過時刻に送受信部Ｓ２に到達したことが検出される。

したがって、この状態においては、何回目に反射された探査波Ｔ１１が検出されたのかを特定することはできず、図５（ｃ）に示した送受信部Ｓ１から物体ＯＢまでの距離ａを正しく算出することができないため、３辺測量を行って障害物である物体ＯＢの位置を算出することができない。
しかしながら、上述したように、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ２に到った探査波Ｔ１２は、検出されているため、図９（ａ）に示すように、近距離（送受信部Ｓ１に近い位置）に障害物としての物体ＯＢが位置することが推定できるため、所定距離（例えば、一定時間α以内に探査波Ｔ１２が検出される程度の近距離）内に物体ＯＢが位置しているとされて、ドア開度制御部２４は、ドア１２と物体との衝突を回避するように、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を制限する、ドア１２を急停止させる、あるいは、ドア１２の開動作を禁止する。

［４］残響時間が通常（伸び無し）、探査波Ｔ１１の一定時間β未満での検出有り、探査波Ｔ１２の検出無しの場合。
図１０は、送受信部Ｓ１の発振回数を増やした場合の動作説明図である。
図１１は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その４）である。

本例では、広範囲の検出を行うために、送受信部Ｓ１の発振回数を増やした場合を説明する。
この場合には、直達波ＴＤＲの信号レベルが上がってしまうため、図１１（ａ）に示す検出閾値ｔｈＲ１２のように、探査波Ｔ１２の検出閾値を探査波Ｔ１１の検出閾値ｔｈＲ１１（＝検出閾値ｔｈＲ）と比較して高く設定する必要がある。
このようにすることで、図１１（ａ）に示すように、障害物としての物体ＯＢが存在しない場合には、直達波ＴＤＲのために探査波Ｔ１２の信号レベルが上がっても、物体ＯＢの誤検出がなされることが無い。

図１１において、時刻＝０のタイミングにおいて、送受信部Ｓ１が送波器として機能し、探査波を送信したとすると、受波器として機能する送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２は、残響の影響を避けるために、受信強度が所定の残響時間検出閾値ｔｈＥを下回るまで、すなわち、残響時間ＴＴＥが経過するまでは待機状態となる。

上述のように、送受信部Ｓ１の発振回数を増やした場合に探査波Ｔ１２の検出閾値ｔｈＲ１２が探査波Ｔ１１の検出閾値ｔｈＲ１１より高く設定されることで、物体ＯＢが存在しないにもかかわらず直達波ＴＤＲの影響で物体ＯＢを誤検出することが回避される。これに対し、実際に物体ＯＢが存在する場合には、図１１（ｂ）に示すように、探査波Ｔ１２の信号レベルが、探査波Ｔ１２の検出閾値ｔｈＲ１２を時間ＴＴ１２の経過時刻に超え、物体ＯＢに反射された探査波Ｔ１２が送受信部Ｓ２に到達したことが検出される。また、探査波Ｔ１１の信号レベルが、探査波Ｔ１１の検出閾値ｔｈＲ１１を一定時間β（＞α）未満の時間ＴＴ１１の経過時刻に超え、物体ＯＢに反射された探査波Ｔ１１が送受信部Ｓ１に到達したことが検出される。

この状態においては、時間ＴＴ１１に基づいて、図５（ｃ）に示した送受信部Ｓ１から物体ＯＢまでの距離ａを算出することが可能となる。同様に、時間ＴＴ１２と距離ａとに基づいて、図５（ｃ）に示した送受信部Ｓ２から物体ＯＢまでの距離ｂを算出することが可能となる。従って、３辺測量を行って障害物である物体ＯＢの位置を算出することができる。算出された物体ＯＢの位置に基づいて、ドア開度制御部２４は、ドア１２と物体ＯＢとの衝突を回避するため、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を、物体ＯＢに衝突する手前の位置で停止させるように制限する。

さらに図１１（ｃ）に示すように、最悪環境下では、実際に物体ＯＢが存在する場合でも、探査波Ｔ１２の信号レベルが、例えば半減することがある。このとき探査波Ｔ１２の信号レベルが、探査波Ｔ１２の検出閾値ｔｈＲ１２を超えることは無いが、その後、探査波Ｔ１１の信号レベルが、探査波Ｔ１１の検出閾値ｔｈＲ１１を一定時間β（＞α）未満の時間ＴＴ１１の経過時刻に超え、物体ＯＢに反射された探査波Ｔ１１が送受信部Ｓ１に到達したことが検出される。この状態においては、時間ＴＴ１２が取得できないため、３辺測量によって物体ＯＢの位置を算出することはできない。しかしながら、一定時間β（＞α）未満の時間ＴＴ１１の取得に基づいて、所定距離内に物体ＯＢが位置していると判定する。ドア開度制御部２４は、ドア１２と物体との衝突を回避するように、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を制限する、ドア１２を急停止させる、あるいは、ドア１２の開動作を禁止する。

したがって、最悪環境下で探査波Ｔ１２が検出できない（時間ＴＴ１２を取得できない）場合であっても、所定距離（例えば、一定時間β以内に探査波Ｔ１１が検出される程度の近距離）内に物体が存在することを検出することができる。上述のように直達波ＴＤＲによる誤検出を回避しながら、送受信部Ｓ１の発振回数を増やして広範囲を検出するため、所定距離内にある物体について位置の算出は不可能であるが、存在の検出が可能な範囲を実効的に拡げることができる。

［５］残響時間の通常時に対する伸び有り、探査波Ｔ１１の多重反射の検出有り、探査波Ｔ１２の検出有りの場合。
図１２は、送受信部Ｓ１の探査波の送信時における送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２における探査波の受信タイミングの説明図（その５）である。

図１２において、時刻＝０のタイミングにおいて、送受信部Ｓ１が送波器として機能し、探査波を送信したとすると、受波器として機能する送受信部Ｓ１及び送受信部Ｓ２は、残響の影響を避けるために、探査波Ｔ１１の受信強度が所定の残響時間検出閾値ｔｈＥを下回るまで、すなわち、残響時間ＴＴＥが経過するまでは待機状態となる。

この場合においては、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ２に到った探査波Ｔ１２は、探査波Ｔ１２の信号レベルが反射波検出閾値ｔｈＲを超えた時間ＴＴ１２の経過時刻に送受信部Ｓ２に到達したことが検出される。

一方、送受信部Ｓ１から物体ＯＢに到達し、反射されて送受信部Ｓ１に到った探査波Ｔ１１の第１回目の反射波は、残響と重なって、残響時間が通常より伸びることとなる。

この残響が通常より伸びた場合には、３辺測量する際に用いる探査波Ｔ１１の反射波は、物体と送受信部Ｓ１との間を二往復した２回反射波であると推定することが可能であるため、３辺測量を行う際には、時間ＴＴ１１を１／２した値を用いて物体と送受信部Ｓ１との距離を算出する。

そして、上述のように算出された物体ＯＢの位置に基づいて、ドア開度制御部２４は、ドア１２と物体との衝突を回避するため、ドア開度調節部１３を制御してドア１２の開度を、物体ＯＢに衝突する手前の位置で停止させるように制限する。

［６］残響時間の通常に対する伸び有り、探査波Ｔ１１及び探査波Ｔ１２の少なくとも一方の検出無しの場合。
探査波Ｔ１１及び探査波Ｔ１２の少なくとも一方が検出できない場合、物体の位置の算出は不可能である。この場合は、残響時間の伸びに基づいて、近距離に障害物としての物体ＯＢが存在すると判定する。

［７］残響時間が通常（伸び無し）、探査波Ｔ１１及び探査波Ｔ１２の検出無しの場合。
残響時間が通常であって伸びが無く、探査波Ｔ１１及び探査波Ｔ１２が共に検出されない場合は、障害物（例えば、物体ＯＢ）無しと判定する。

以上、処理パターン毎に説明した。
次に一定時間αの考え方の一例について説明する。
残響時間の伸びが無く、時間ＴＴ１１及び時間ＴＴ１２がともに取得された場合、時間ＴＴ１１が第１回目の反射波に基づく情報なのか、第２回目以降の反射波（多重反射波）に基づく情報なのかによって処理内容が異なる（上記［１］及び［３］の処理パターン参照）。本実施形態では、時間ＴＴ１２と一定時間αとの比較によって両者を区別している。

図１３は、一定時間αの設定の考え方の説明図である。
図１３に示すように、送受信部Ｓ１と物体ＯＢとの距離が大きくなるにしたがって、残響時間の伸びは、無し→有り→無し、と変化する一方で、探査波Ｔ１１の多重反射波に基づく時間ＴＴ１１の取得は、有りから無しへと変化する。ここで、図１３（ｂ）と図１３（ｃ）とは、残響時間の伸びの有無で区別できるが、図１３（ａ）と図１３（ｃ）とは、ともに残響時間の伸びがないため、残響時間の伸びの有無で区別することはできない。

一定時間αは、例えば、送受信部とＳ１と物体ＯＢとの距離が、残響時間の伸びが無しから有りへと変化する境界にあるときに取得される時間ＴＴ１２に設定される。換言すると、一定時間αは、例えば、残響時間が所定の期間であり（残響時間の伸びがない状態であり）、かつ、探査波Ｔ１１の多重反射波が検出される場合の送受信部Ｓ１と物体ＯＢとの最大距離に物体ＯＢが存在する場合に取得される時間ＴＴ１２に設定される。

この時間よりも一定時間αを短くすると、多重反射波に基づく時間ＴＴ１１を用いて３辺測量が行われることとなるため、物体ＯＢの位置を誤って算出してしまう。その結果、衝突の虞があるため一定時間αをより短くすることはできない。一定時間αを上述した時間を超えて長くすると、３辺測量により物体ＯＢの位置を算出できる場合にも３辺測量を行わずに近距離に障害物である物体ＯＢが存在すると判定することになる。その結果、ドア１２の開度を過度に制限することとなってしまうが、衝突を回避する観点からは、一定時間αを上述した時間を超えて長くすることは許容し得る。

以上説明した一定時間αによって、本実施形態では、図１３（ａ）の状態と図１３（ｃ）の状態とを区別することができる。したがって、残響時間の伸びが無い場合に、検出された探査波Ｔ１１（取得された時間ＴＴ１１）が多重反射波に基づく情報か否かを適切に判別することができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、残響時間の伸びの有無と一定時間αとに基づいて、所定距離内に物体ＯＢが位置していると判定した。しかしながら、残響時間の伸びの有無にかかわらず、一定時間αのみに基づいて、所定距離内に物体ＯＢが位置していると判定してもよい。
残響時間は、例えば、送受信部Ｓ１、Ｓ２に付着した泥などの異物の影響によっても伸びる場合がある。そのような場合にまで残響時間の伸びに基づいて近距離に障害物としての物体ＯＢが存在すると判定することは望ましくない。そこで、例えば、送受信部Ｓ１、Ｓ２への異物の付着があると判断した場合には、残響時間が所定の期間であるか否か（残響時間の伸びがあるか否か）にかかわらず、一定時間αのみに基づいて（時間ＴＴ１２と一定時間αとの比較によって）、所定距離内に物体ＯＢが位置している（近距離に障害物である物体ＯＢが存在する）と判定するようにしてもよい。

上述の実施形態では、障害物としての物体ＯＢを検出した場合には、ドア開度調節部１３を制御したが、制御内容はこれに限られない。例えば、障害物としての物体ＯＢを検出した場合には、ドア開度調節部１３の制御に代えて、あるいは、ドア開度調節部１３の制御とともに、使用者に対して報知してもよい。

上述の実施形態では、物体検出部２０は、例えば１つのＥＣＵにて構成されることとしたが、これに限られない。物体検出部２０は複数のＥＣＵにて構成されていてもよい。このとき、物体検出部２０の物体判定部２２および衝突判定部２３としての機能を１つのＥＣＵが担い、物体検出部２０のドア開度制御部２４としての機能を他のＥＣＵが担うようにしてもよい。

上述の実施形態では、送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂそれぞれが、探査波の送受信を行う期間と、探査波の受信のみを行う期間とを交互に繰り返すこととしたがこれに限られない。上述の構成においては、探査波Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２が少なくとも１回ずつ検出できればよく、送受信部１１ＲＦａ，１１ＲＦｂが、順次、これらの探査波Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２を１回ずつ検出するようにしてもよい。または、送受信部１１ＲＦａが送受信を続けて複数回繰り返して探査波Ｔ１１，Ｔ１２を複数回連続で受信した後、送受信部１１ＲＦｂが送受信を続けて複数回繰り返して探査波Ｔ２１，Ｔ２２を複数回連続で受信するようにしてもよい。または、送受信部１１ＲＦａが送受信を続けて複数回繰り返して探査波Ｔ１１，Ｔ１２を複数回連続で受信した後、送受信部１１ＲＦｂが送受信を１回のみ行い、探査波Ｔ２１，Ｔ２２を１回のみ受信するようにしてもよい。または、その逆でもよい。

上述の実施形態では、１枚のドア１２に対し２つの送受信部１１が設けられることとしたが、これに限られない。例えば、１枚のドアに対し３つ以上の送受信部が設けられてもよい。送受信部の数を増やすことで、より広範囲の物体をより高精度に検出することが可能となる。

上述の実施形態では、複数の送受信部１１がドア１２に設けられることとしたが、これに限られない。送受信部は、車両の他の部位に設けられてもよい。このとき、例えば、車両後方のハッチバックドア等、ヒンジを軸として回動する部位に設けられてよい。

上述の実施形態では、複数の送受信部１１が車両１０のドア１２に設けられることとしたが、これに限られない。送受信部は、例えば、移動によって周囲の環境が時々に変化する移動体全般に好適に用いることができる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。

１…物体検出装置、１０…車両、１１ＲＦａ，１１ＲＦｂ，１１ＲＢａ，１１ＲＢｂ，１１ＬＦａ，１１ＬＦｂ，１１ＬＢａ，１１ＬＢｂ…送受信部、１２ＲＦ，１２ＲＢ、１２ＬＦ，１２ＬＢ…ドア、１３ＲＦ，１３ＲＢ、１３ＬＦ，１３ＬＢ…ドア開度調節部、２０…物体検出部、２１…処理部、２２…物体判定部、２３…衝突判定部、２４…ドア開度制御部、２５…記憶部、２６…物体検出プログラム、２７…数値データ、２８…ドア軌跡データ、ＯＢ…物体、Ｓ１、Ｓ２…送受信部。

Claims (7)

1. パルス状の探査波を送受信する第１の送受信部と、
   前記第１の送受信部から離間して配置され、パルス状の探査波を送受信する第２の送受信部と、
   前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部の受信結果に基づき物体の有無を判定する処理部と、を備え、
   前記処理部は、残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できなかったと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する、
   物体検出装置。
2. 前記処理部は、前記残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信され、多重反射された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できたと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に前記他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する、
   請求項１記載の物体検出装置。
3. 前記処理部は、前記探査波の発振回数を通常測定時よりも増加させるとともに、前記残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間β（＞α）未満の期間に前記一方の送受信部で受信できたと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記他方の送受信部で受信できなかったと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する、
   請求項１又は請求項２記載の物体検出装置。
4. 前記一定時間αは、前記残響時間が所定の期間であり、かつ、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信され、多重反射された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できる場合の前記一方の送受信部と前記物体との最大距離に前記物体が存在するときに取得される前記一方の送受信部から前記探査波が送信されてから前記他方の送受信部で前記探査波を受信するまでの時間以上に設定されている、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の物体検出装置。
5. 前記処理部は、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部の少なくとも一方への異物の付着がある場合には、前記残響時間が所定の期間であるか否かにかかわらず、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に前記他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の物体検出装置。
6. 前記処理部は、前記残響時間が所定の期間を超えて伸びており、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できたと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に前記物体が存在すると判定するとともに、前記一方の送受信部から送信されてから前記一方の送受信部で受信するまでの時間を１／２して得られる時間を用いて３辺測量により前記物体の位置を算出する、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載の物体検出装置。
7. パルス状の探査波を送受信する第１の送受信部と、前記第１の送受信部から離間して配置され、パルス状の探査波を送受信する第２の送受信部と、を備えた物体検出装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   残響時間が所定の期間であるか否かを判定する手段と、
   前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できたか否かを判定する手段と、
   前記一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に他方の送受信部で受信できたか否かを判定する手段と、
   前記残響時間が所定の期間であり、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部のうち、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記一方の送受信部で受信できなかったと判定し、かつ、一方の送受信部から送信された前記探査波を前記探査波の送信開始から一定時間α未満の期間に他方の送受信部で受信できたと判定した場合に、所定距離内に物体が存在すると判定する手段と、
   して機能させるプログラム。

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