JPH01263585A - 車両用障害物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用障害物検出装置に関し、さらに詳しく
は、障害物からの反射連続波によって複数構成の受信部
間に生ずる受信波の位相差を利用した当該障害物位置の
検出に関する。

［従来技術および発明の解決課Ｂ］ 車両の走行時において、対向車あるいは路上等にある物
品などのいわゆる障害物を避ける際には、運転者はそれ
らの障害物との衝突、接触を回避するために多大な注意
をはらうものである。特に、狭い路地上等では、対向車
等の障害物との衝突、Ｉａ触を避けつるだけの隙間があ
るかどうか、車速にもよるが運転者は瞬時に判断する必
要がある。

このため、上記のような場合に運転者の負担を軽くし、
上記衝突、接触等が回避されるよう運転者の補助となる
ものか安全性向上のために望まれている。こうした望み
（期待）に答えるものの一つに、特開昭４７−３６４３
７号公報開示の技術がある。

該公報開示の技術は、車両毎に電波発信器と電子速度制
御装置を設け、受信した他車電波の強度に応じて自軍の
速度を増減制御することで車両相互間の衝突、追突、接
触などを防ごうとしたちのである。

しかしながら、上記技術では、全ての車両が上記電波発
信器等を装備する必要があり、路上等にある電波を発信
するはずのない障害物の回避、および対向車とのすれち
がい等の諸問題は何も考慮されていない。

そこて、超音波あるいは電波等を利用したいわゆるレー
ダ装置を車両に搭載して障害物を検出することも考えら
れているが、一般のレーダ装置を車両に応用したもので
は、車両の使用環境が市街地等の地上面であることによ
る外来ノイズの増大およびそのノイズ除去の困難さ、他
車波との混信等による障害物の誤認識、あるいは障害物
識別能力が不充分なためその障害物位置を精度良く検知
できない等の問題がある。また、一般のレーダ装置では
、サーベイ用のパルス波を回転走査させており、そのた
めの回転機構か必要となることから、車両へのＦ＆藏に
際して車体各部との干渉および車体のデザイン等を考慮
すると、そのまま車両に搭載することには非常に問題が
ある。

［発明の目的］ 本発明は、上記のような背景に鑑みてなされたものであ
り、誤認識せずに対向車等の障害物を検知でさ、しかも
その障害物位置を重体の所定部位を基点とした二次元平
面上の位置として精度良く検出する車両用障害物検出装
置の提供、をその目的とする。

［発明の構成Ｊ Ｌ記目的達成のため、本発明による車両用障害物検出装
置は、連続波を送信する送信機が車体の適所に設けられ
ると共に、複数の受信部を有する受信機か車体の幅方向
に所定間隔隔てて複数設置されており、障害物からの反
射連続波によって上記受信機の受信部間に生ずる受信波
の位相差から当該障害物の位置が車体の所定部位を基点
とした二次元平面上の位置として検出されるよう４１成
したものである。

以上のように構成すると、車体（口車）の所定部位を基
点とした二次元平面上に障害物が検知されるこから、そ
の障害物位置に対する自車の走行方向、速度等、相互の
関係を計算すれば、該障害物との衝突、接触の可使性（
危険の有無）を運転者に事前に警告することかできる。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しなから説明す
る。

第１図は１本発明による車両用障害物検出装置の好適な
一実施例における全体構成を示すブロック図である。ま
た、第２図は、第１図に示す車両用障害物検出装置が装
備された車両Ｓ、の斜視図である。

この車両用障害物検出装置は、送信機ｌから連続波Ｆ　
（ｔ）を車体前方に送信すると共に、対向車等の障害物
で反射された上記連続波（反射波）を受信機２．３各々
の受信部Ｒ＋　、Ｒ２にて受信し、それらの受信波間に
生じた位相差に基づいて演算処理を施し、当該障害物の
位置を、車体（自軍）の所定部位を基点とした二次元平
面上の位置（ｘ　ｎ　＊　ｙ　ｎ　）として検出すると
共に、自車とその１ｌＣＦ害物との相対速度（是。、；
、１）を算出するものである。

このため、該車両用障害物検出装置は、送信機ｌと、受
信機２，３と、受＠＠２，３で受信した（対向車等の障
害物による）反射波の飛来方向を検出する反射波方向検
出回路４．５と、所定周期の周期関数を発振する発振器
６と、障害物の位置を演算する位置演算回路７と、位置
演算回路７による障害物位置を記憶するメモリ８と、障
害物の自車に対する相対速度を演算する速度演算回路９
とにより構成される。

送信機ｌは、第２図に示すように車両ＳＩ前部の中央部
分に設置されており、時間ｔの関数となる７に波あるい
は超音波等の連続波Ｆ　（ｔ）　、すなわち Ｆ　（ｔ）　＝Ａｓｉｎ　ωｔ　　　　　　−＝　（１
）なる正弦波を車体前方に送信している。なお、（１）
式において、Ａは振幅、ωは角速度である。

受信機２．３は、各々二つの受信部Ｒ□、Ｒ２を所定間
隔で７設しており、第２図に示すように車両ＳＩ＃部の
車幅方向両側に各々が設置される。

対向車等の障害物によって反射された送信機１による連
続波は、受信機２．３各々の受信部Ｒ８，Ｒ２にて受信
波Ｐ＋、Ｐｔとして受信され、次段の反射波方向検出回
路４，５に送出される。

２４ｉＪｆｔｌ　Ｐ　ｒ　ｒ　Ｐ　を間には、障害物に
よる反射波の飛来方向に対応した位相差が生じており、
これら受信波Ｐ＋、Ｆ’ｔは、それら受信波間の相関性
を利用した信号処理回路となっている反射波方向検出回
路４．５にて信号処理される。これにより、反射波の飛
来方向は車体の前後方向が基準となる飛来角度θ１．θ
２として検出される。なお、発振器６は所定周期の周期
関数を発振して反射波方向検出回路４，５に送出してお
り、この周期関数は反射波方向検出回路４．５での信号
処理のためのものである。

反射波方向検出回路４．５により検出された反射波の飛
来角度θ３．θ２は位置演算回路７に送られており、該
位置演算回路７では、その飛来角度ＯＩ、０□および所
定間隔となってｌ、Ｘる受信機２．３の間隔とを演算処
理することで当該障害物の位置を算出している。すなわ
ち、該位置演算回路７により障害物の位置は、車体の所
定部位を基点とした二次元平面上の位置（Ｘ、　、ｙｌ
）として検出される。そして、この障害物の位２１（ｘ
ｎ、ｙｎ）は１位ご演算回路７から装置外に出力される
と共に、メモリ８と速度演算回路９に送られる。

速度演算回路９は２位置演算回路７による上記障害物の
位置（ｘｎ　、　ｙｎ　）からメモリ８に記憶されてい
る所定時間前の障害物の位ｇｌ　（Ｘｎ−ｘ　。

ｙｎ−＋　）を減算するよう構成されている。すなわち
、速度演算回路９では、 Ｘ　ｎ＝　Ｘ　６−Ｘ　ｎ−＋　　　　　　　・−（２
’）ｙｎ＝　ｙｎ　−３’ｎ−＋　　　　　　　＝φ（
３）なる演算が実行され、障害物の自車に対する相対速
度（灸。、ン。）が算出される。

第３図は、第１図に示す車両用障害物検出装置の動作説
明図であって車両ＳＩおよび対向車Ｓ２を概略的に示す
平面図である。

連続波Ｆ　（ｔ）は、車両ＳＩ前部の中央部分に設置さ
れた送信機ｌから車体前方に綱状に広がるよう送信され
ており、扇状に広がって所定の電界強度となっているそ
の送信エリヤＥ内に侵入した対向車Ｓ２によって反射さ
れ、その反射波か受信機２．３各々の受信部Ｒ＋　、Ｒ
２にて受信される。

ここで、連続波Ｆ　（ｔ）か進発される送信機１の前面
中央部を基点（原点）とし、車体前後方向をｙ軸、その
ｙ軸と直交する車幅方向をＸ軸とした二次元平面を定義
する。そして、送信Ｉｌｌの上記基点を中心としてＸ軸
方向（車幅方向）両側に各々所定圧離隔たった受信機２
，３までの隔たりを各々距離りとする。また、ｌ＋、ｌ
宜は対向車Ｓ２によって反射された反射波が受信＠２．
３各々に到達受信される反射経路を示しており、受信機
２．３各々から対向車Ｓ２の反射ポイント（位２Ｊ）ま
での距離である。そして、前述した反射波の飛来角度０
□、θ２は、距離文３．立、で示される対向車Ｓ２から
の反射波と、受信機２゜３から車体の前後方向に延びる
ｙ輌に平行な直線とのなす角度として各々定義される。

さて、上記のように二次元平面を定義すると。

第３図に示す距ｆ＠ＬＢよび対向車Ｓ２の反射ポイント
（位置）となるｘ、ｙは、 ２Ｌ、＝１２　ｓｉｎ　Ｏｍ−見、ｓｉｎθ＋　””　
（４）Ｙ＝１１ｃｏｓθ宜 ＝交、　ｃｏｓｏＲ番＋−（５） ｘ＝Ｊ１．ｓｉｎθ、＋Ｌ ＝ｕｚｓｉｎθ２−Ｌ　　　　　　−（６）となること
から。

ｇｉｎ（０＊＋θＩ） Ｘ＝□・Ｌ　・・・（７） ｓｉｎ（（＞、−θＩ） ｓｉｎ　　（θ２−０１） となり、反射波の飛来角度θ１，０□Σよび基点とした
送信機ｌから受信機２．３までの各々の距１ａＬとが与
えられれば、対向車Ｓオの位ｆｆ１（ｘ。

ｙ）は上記（７）、（８）式により演算することができ
る。

すなわち、前述した位置演算回路７は（７）。

（８）式で示される演算を実行するよう構成されている
。これにより、：ｉＳｓ図に示す対向車８２等の障害物
位置は、（上記距ｒａＬは予め定められたものなので）
反射波の飛来角度θ１．θ２が与えられれば、車体の所
定部位を基点とした二次元平面上の位ＭＣｘ□、ｙｎ）
として検出されることとなる。

第４図は、第１図に示した反射波方向検出回路４の構成
を示すブロック図である。

この反射波方向検出回路４は、前述したように受信波間
の相関性を利用した信号翅理回路となっており、＠好演
の位相をシフト（移相）させる移相回路４１と、信号波
間の相関をとる相関回路４２と、信号波のピークを検出
するピークディテクタ４３と、反射波の飛来角度θ、を
出力する角度出力回路４４とにより構成される。なお、
反射波方向検出回路５は、その構成が反射波方向検出回
路４と同じものなので説明を省略する。

受信部Ｒ，，Ｒ，は、前述したように車体に並設されて
いるが、所定の間隔りだけ隔てられて設置されており、
この間隔りに比較して対向車等の障害物は充分に離れて
いるので、そこからの反射波は、飛来方向が同一な、つ
まり略同じ飛来角度θ、の平行波として該受信部Ｒ，，
Ｒ，に受信される。

ここで、対向車等の障害物によって反射された連続波（
反射波）が前述した（１）式で示され。

これがそのまま受信部Ｒ１で受信されたと考えると、該
受信部ＲＩの受信波ｐ＋（Ｕは、Ｐ＋（ｔ）　＝Ａｓｉ
ｎ　ωｔ　　　　　　−＝　（９）となる。

一方、受信部Ｒ２の受信波ｐ２（ｔ）は、反射波が飛来
角度θ１で飛来していることと、受信部Ｒ１と受信部Ｒ
２との間に間隔りがあることから、受信波ＰＩ（ｔ）と
比較してその到達距離に距離φという差を持つこととな
り、この到達距離は到達時間に置き換えて考えることが
できるのて、受信波ＰｓＣｔ）は受信波Ｐ＋（ｔ）に対
して距離φに対応した位相差を持つものとなる。ここて
、距離φは、反射波の飛来角度θ、との間でφ＝Ｄｓｊ
ｎθ、　　　　　　　　　　・−（１０）なる所定の比
例関係にあるので、受信波ｐ、ｔ（ｔ）の距離φに対応
した位相差が反射波の飛来角度０１であると考えてよい
ことになる。したかって、受信波ｐｚ（Ｕは、 Ｐｇ（ｔ）　＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ、）　　　−（１１
）と表わされる連続波であると考えることかできる。

さて、（９）式で表わされる受信波ｐ、（ｔ）は、相関
回路４２に送られており、（１１）式で表わされる受信
波ｐ２（ｔ）は移相回路４１に送られる。

移相回路４１は、入力された信号波の位相を発振器６か
ら送られる周期Ｔの周期関数に同期してシフト（移相）
させるよう構成されている。すなわち、移相回路４１で
は、受信８１ＩＲ２から送られる受信波Ｐｔ（ｔ）の位
相が発振器６による周期関数、つまり時間τに連れて周
期Ｔで変化している周期関数に同期して増減され、移相
されており、その位相角（移相量）はＬ記周期関数の角
速度なω。とするとω０τてあって、結局、移相回路４
１からは、信号波Ｐ：＋（ｔ）、つまりＰ　：Ｉ（ｔ　
）　＝　Ａｓ１ｎ（ωを十０１−ω。τ）・−（１２） が次段の相関回路４２に送出される。また、この移相回
路４１からは、上記の位相角（移相Ｉｆ）ω。τか角度
出力回路４４に送出されている。

相関回路４２は、（９）式で表わされる受信波Ｐ＋（ｔ
）と（１２）式で表わされる受信波Ｐ、（ｔ）との相関
をとるよう構成されている。つまり、受信波Ｐ、（ｔ）
と受信波Ｐユ（１）との相関関数をＰ、（τ）とすると
、 争Ａｓ１ｎ（ωｔ　＋　Ｏｒ　−（１１０τ）　ｄｔ・
・・（１３） となり、相関回路４２では、（１３）式で表わされる相
関関数Ｐ、（τ）か演算されると共に、次段のピークデ
ィテクタ４３に送出されている。

なお、（１３）式において、Ｔは発振器６による周期関
数の周期である。また、第５図は、　　（１３）式で表
わされる相関関数Ｐ４（で）を概略的に示すクラ７であ
る。

すなわち、この相関量ａＰ４（τ）は、第５図に示すよ
うに時間τに応じて増減変化しており、その最大値（ピ
ーク）時における時間τをτ、とすると。

τｐ＝ＯＩ／ω０　　　　　　　　　・−（１４）とな
ったときに、該相関関数Ｐ４（τ）がピークとなる。

ピークディテクタ４３は、相関回路４２から送られる相
関量ｆｉｐ、（τ）を監視し、そのピークを検出するよ
う構成されており、そのピークの検出信号ｔｐは該相関
関数２４（τ）のピークが検出される毎に角度出力回路
４４に送出される。

角度出力回路４４は、移相回路４１から送られる時間τ
に連れて変化している位相角（移相量）ω。τを条件に
より通断するよう構成されたゲート回路である。つまり
、この角度出力回路４４では、ピークディテクタ４３か
ら送られる検出信号１、により位相角ω。τの通断が制
御されており、この位相角ω。では、検出信号ｔｐがピ
ーク検出を示したタイミング時に、反射波の飛来角度Ｏ
１として第１図に示す位置演算回路７に送出される。こ
れは、前述の（１４）式を変形すると。

０、＝　ω０　τｐ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　−（１５）となることから、角度出力回路４４によ
るヒ記タイミング時の出力が反射波の飛来角度ＱＩとな
ることは容易に理解できよう。

すなわち、このような構成によれば、送信機ｌの前面中
央部を基点（原点）とした二次元平面上に対向車等の障
害物が検知されるこから、その障害物位置に対する自車
の走行方向、速度等、相互の関係を計算して、該障害物
との衝突、接触の危険がある場合にチャイム、赤色ラン
プ等のワーニング手段を作動させるよう構成すれば、そ
の危険を運転者に事前に警告することができる。しかも
、障害物の位置が二次元平面上に検出されていることか
ら、自軍との関係を正確に計算することができ、精度の
高い警告を運転車に発することができる。

また、この車両用障害物検出装置は１以上説明したよう
に受信波間の相関性を利用した信号処理によって障害物
の位置を検出していることから、受信した信号波（反射
波）が他からの電波と混信したノイズの多いものであつ
ても、それらのノイズと反射波との間には何ら相関が無
いので、それらの影響を受けることなく作動し、ノイズ
を排除するものである。したがって、対向車等の障害物
を誤認識することなく検知することができる。これは、
前述したワーニング手段による運転車への警告が確実性
の高いものであることを意味し、安全性の向上につなが
るものである。

さらにまた、この車両用障害物検出装置は、−般のレー
ダ装置とはその作動原理が異なり、一般のレーダ装置で
は必要なサーベイ用のパルス波を回転走査させる回転機
構等が無いものなので、車両へのｇ載に際して、その設
置自由度が一般のレーダ装置に比して高く、まさに車両
用といえるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、車体（自車）
の所定部位を基点とした二次元平面上に障害物か誤認識
されることなく（確実に）精度よく検知される。したが
ワて、その障害物位置に対する口車の走行方向、速度等
、相互の関係を計算すれば、該障害物との衝突、接触の
可能性（危険の有無）を運転者に製動に警告することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車両用障害物検出装置の好適な一
実施例における全体構成を示すブロック図、第２図は第
１図に示す車両用障害物検出装置が装備された車両Ｓ、
のＭ祖国５第３図は第１図に示す車両用障害物検出＃置
の動作説明図であって車両ＳＩおよび対向車Ｓ２を概略
的に示す平面図、第４図は第り図に示した反射波方向検
出回路４の構成を示すブロック図、第５図は第４図に示
した相関回路４２の出力信号となっている相関関数Ｐ４
（τ）を概略的に示すグラフである。 ｌ・・・送信機 ２．３・・・受信機 ４．５−・・反射波方向検出回路 ４１−・・移相回路 ４２・・・相関回路 ４３・・・ピークディテクタ ４４−・・角度出刃回路 ６・・・発振器 ７・・・位置演算回路 ８・・・メモリ ９・・・速度演算回路 Ｒ，、Ｒ，−・・受信部 特許出願人　　　　マツダ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続波を送信する送信機が車体の適所に設けられると共
   に、複数の受信部を有する受信機が車体の幅方向に所定
   間隔隔てて複数設置されており、障害物からの反射連続
   波によって前記受信機の受信部間に生ずる受信波の位相
   差から当該障害物の位置が車体の所定部位を基点とした
   二次元平面上の位置として検出されるよう構成したこと
   、を特徴とする車両用障害物検出装置。