JPH0316631B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、物体検知装置に関し、更に詳しく
は、監視するべき空間を多数の小区画に分割し、
その小区画における物体の有無を正確に検知する
物体検知装置に関する。

「発明の課題」 この種の物体検知装置の代表例として自動車の
バツクソナーを例にとつて説明する。

自動車のバツクソナーは、例えば特開昭57−
84377号公報に開示の如き装置で、超音波を利用
して自動車の後方の障害物の有無を検知するもの
である。

ところで、かかるバツクソナーの超音波センサ
は、例えば、第４図に示すように、指向性をもつ
た水平断面が対向する辺を滑らかな円弧となした
略菱形の検知領域を有している。すなわち、超音
波センサからの距離によつて検知領域の幅が特異
な特性で変化している。

一方、バツクソナーの表示部は、第３図に示す
ように自動車Ａの後方の監視空間を小区画イ，
ロ，ハ，ニ……に分割し、各小区画について１個
のLEDを対応させ、第１図に示す如きLEDマト
リクス２０としたものがある。各小区画における
障害物の有無に対応して、各LEDを点滅させて
表示するものである。

むろん、かかるLEDマトリクス２０は単に一
例であり、このような表示部ばかりではないが、
監視空間を小区画に分割し、各小区画について障
害物の有無を表示するという基本的方式を多くの
表示部が採用している。

ところで、かかる監視空間の分割は、人間には
把握しやすいものとするために、正方形、長方
形、扇型のような単純な形に分割されるのが普通
である。

ところが、上述のように、超音波センサの検知
領域は特異な形をしているから、小区画の形と合
致せず、ある距離では超音波センサの検知領域が
２以上の小区画にまたがり、ある距離では超音波
センサの検知領域が一つの小区画の一部しかカバ
ーしないといつた不都合が生じる。つまり、一つ
の小区画における障害物の有無を検知しているつ
もりでも、隣接する小区画の障害物を検知してい
たり、その小区画に障害物があつても検知できな
い、といつた問題を生じることがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもの
で、わかりやすい単純な小区画の形とセンサ手段
の持つ検知領域の特異な形の相違による上記不都
合を考慮して比較的精度良く障害物を検知し得る
物体検知装置を提供することを目的とするもので
ある。

「発明の構成」 本発明の物体検知装置は、指向性をもつた水平
断面が対向する辺を滑らかな円弧となした略菱形
でその最大幅が監視空間内に設定される小区画の
最大幅に対して略同一以下の検知領域を有し、そ
の検知領域内での距離と物体の存否の関係を検知
し、かつ、２以上の検知方向をとることができる
センサ手段、前記小区画に覆うようにして重なる
１若しくは複数の前記検知領域の方向と距離に対
応する分割検知領域の各小区画に対する組合せを
予め設定する方向・距離設定手段、前記センサ手
段により物体が存在する位置に対応した方向と分
割検知領域を検知する物体検知手段、および前記
物体検知手段により検知された方向と分割検知領
域は前記方向・距離設定手段で設定した方向と分
割検知領域の組合せにおいて対応する少なくとも
１つの組合せを選択し、この組合せに対応する小
区画内に物体があると判定する判定手段を具備し
たことを構成上の特徴とするものである。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて本発明を更に
詳しく説明する。ここに第１図は本発明の物体検
知装置の一実施例である自動車のスキヤニングソ
ナーの一例の構成ブロツク図、第２図は第１図に
示すスキヤニングソナーを具備した自動車のリヤ
バンパ部分の斜視図、第３図はソナーの検知方向
と監視空間の小区画の関係を示す概念図、第４図
はソナーの検知領域の特性図、第５図ａ，ｂ，
ｃ，ｄは小区画イ，ロ，ハ，ニにおける障害物の
有無の判定の説明図である。なお、図に示す実施
例により本発明が限定されるものではない。

第１図に示すように、自動車のスキヤニングソ
ナー１は、コンピユータ２によりドライバ３を介
してステツピングモータ４を駆動し、超音波ユニ
ツト５を旋回するものである。

超音波ユニツト５には送信センサ５ａと受信セ
ンサ５ｂとが隣接して設けられている。

基本波発生回路６で発生した40kHzの搬送波
は、コンピユータ２がアンドゲート７を300μsの
パルス状に開くことでパルス波となり、増幅回路
８および出力回路９を介して送信センサ５ａに入
力されている。これにより送信センサ５ａからパ
ルス状に超音波が発信される。

パルス状に発信された超音波が外部で反射され
て帰つてきた反射波は、受信センサ５ｂで検出さ
れ、増幅回路１０、フイルタ１１、検波回路１
２、プログラマブルゲインアンプ１３、プログラ
マブルピークホールド回路１４およびＡ／Ｄコン
バータ１５が介してコンピユータ２にデジタル値
で入力される。

プログラマブルゲインアンプ１３を用いている
理由は、障害物が遠くにあればそれだけ超音波の
減衰が大きくなり、検知しにくくなるから、これ
を補償するべく時間が経過するほどゲインを大き
くしてやるためである。

コンピユータ２は、アンドゲート７を開いてパ
ルス状に超音波を発信したときから所定時間内に
反射波が検出されればその検出されるまでの経過
時間に比例した距離に障害物があり、所定時間経
過しても検出されないときは障害物が無いと基本
に判断する。また、コンピユータ２は、ステツピ
ングモータ４の回転角度から超音波ユニツト５の
旋回位置すなわち検知方向を判別する。

かくして、コンピユータ２は、障害物の有無お
よびその位置（方向、距離）を判別できることに
なる。

障害物の有無およびその位置（方向、距離）を
判別すると、コンピユータ２は監視空間の各小区
画イ，ロ，ハ，ニ，……，フのそれぞれについて
障害物の有無を判定する。この判定の詳細は後述
する。

各小区画についての判定結果は、デコーダ１
６，１７およびドライバ１８，１９を介して、
LEDマトリクス２０の対応するLEDを点滅する
ことで表示される。

第２図は自動車ＡのリヤバンパＢの左端に設置
された超音波ユニツト５および回転テーブル２４
を示している。モータ４により回転テーブル２４
が回転されることで、超音波ユニツトはそのサー
チ方向を第３図ａ，ｂ，ｃ……ｚのように変化す
る。

さて、第４図に示すように、超音波ユニツト５
の検知領域は対向する辺を滑らかな円弧となした
略菱形の水平断面形状をしている。そして、この
検知領域の最大幅は、監視空間内に設定される小
区画の最大幅に対して略同一に設定されている。
すなわち距離によつて障害物を検知しうる幅が異
なり、例えば距離0.5ｍのところでは検知可能な
幅は約0.5ｍであるが、距離1.25ｍのところでは
検知可能な幅は約0.75ｍに広がつている。

コンピユータ２は、一つの検知方向についての
検知結果を、１バイトのデータとして記憶する。
すなわち、距離０〜0.25ｍの範囲（分割検知領
域）に障害物があれば第１ビツトD₀を１とし、
なければ０とする。距離0.25〜0.5ｍの範囲にお
ける障害物の有無は第２ビツトD₁の１／０で記
憶する。以下同様に、0.5〜0.75ｍの障害物の有
無は第３ビツトD₂に、0.75〜1.0ｍの障害物の有
無は第４ビツトD₃に、1.0〜1.25ｍの障害物の有
無は第５ビツトD₄に、1.25〜1.5ｍの障害物を有
無は第６ビツトD₅に、1.5〜1.75ｍの障害物の有
無は第７ビツトD₆に、1.75〜2.0ｍの障害物の有
無は第８ビツトD₇にそれぞれ１／０で記憶する。

一方、監視空間を分解した小区画イ，ロ，ハ，
……は、0.5ｍ×0.5ｍの正方形の区画である。

そこで、超音波ユニツト５の検知領域と形状と
小区画の形状とが合致しないので、一つの小区画
における障害物の有無をどう判定するかが問題と
なるが、本発明に係る装置では、次のように判定
する。

コンピユータ２は、例えば、小区画イについて
障害物の有無を判定するときは、第５図ａに示す
ように、検知方向ａについての上記超音波ユニツ
ト５による検知結果のデータ（a₀、a₁、a₂、a₃、
a₄、a₅、a₆、a₇）のうち第７ビツト目のデータa₆
の第８ビツト目のデータa₇に着目する。また、検
知方向ｂについての検知結果のデータ（b₀、b₁、
b₂、b₃、b₄、b₅、b₄、b₇）のうち第７ビツト目の
データb₆の第８ビツト目のデータb₇に着目する。
そして、その４つのデーa₆，a₇，b₆，b₇のいずれ
かに１があれば、小区画イについて障害物ありと
判定する。上記小区画イに対して覆うようにして
重なる複数の分割検知領域（小区画の大きさと分
割検知領域の大きさとの関係から、小区画を単一
の分割検知領域にて覆い得る場合もある）を表す
上記各ビツトa₆、a₇、b₆、b₇と検知方向の組合せ
の対応関係は、小区画イに対応させて、予めメモ
リ内にマツプとして記憶されている（以下、他の
小区画においても同様）。

第５図ａから理解されるように、ａ方向におい
て検知可能な超音波ユニツトの領域は小区画イの
左半分だけである。次にｂ方向については、小区
画イの右半分だけである。そこで、ａ方向または
ｂ方向のいずれか一方だけでは小区画イをカバー
できないが、両方向の検知結果を併せれば、小区
画イのほぼ全面をカバーできるようになる。かく
して、小区画イについて過不足なく障害物検知を
行えるのである。

次に小区画ロについては、第５図ｂに示すよう
に、ｂ方向についての検知結果のデータ（b₀、
b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₄、b₇）のうち第５ビツト
目のデータb₄の第６ビツト目のデータb₅とによつ
て障害物の有無を判定する。図から理解されるよ
うに、これらによる検知領域と小区画ロとがほぼ
合致するからである。

次に、小区画ハについては、第５図ｃから理解
されるように、ｃ方向についてのデータの第３ビ
ツト目のC₂および第４ビツト目c₃によつて障害物
の有無を判定する。

次に、小区画ニについては、第５図ｄに示すよ
うに、ｄ方向についての検知結果のデータの第１
ビツト目のデータd₀と第２ビツト目のデータd₁お
よびｋ方向についての検知結果の第１ビツト目の
データk₀と第２ビツト目のデータk₁によつて障害
物の有無を判定する。これらを組み会わせること
によつて小区画ニをほぼカバーする検知領域が得
られるからである。

他の小区画ホ〜フについても同様に、その小区
画をほぼカバーする検知領域を形成でき、これに
よりその小区画における障害物の有無を精度よく
判定できる。尚、上記検知領域の最大幅を本実施
例装置の場合よりも狭くして各小区画をはみ出さ
ないようにして覆うことにより、その検知精度は
更に向上される。

判定結果がLEDマトリクス２０で表示される
ことは先述の通りであるが、そこで運転者は、
LEDマトリクス２０の各LEDの点滅状態により
各小区画における障害物の有無を正確に知ること
ができる。

他の実施例としては、センサ手段を移動して検
知方向を変える代わりに、検知方向の異なる２以
上のセンサ手段を切換選択して検知方向を変える
ものに本発明を適用したものが挙げられる。

また、レーダを用いた盗難警報システム等に本
発明を適用したものが挙げられる。

さらに、３次元空間的に本発明を適用したもの
が挙げられる。

「発明の効果」 本発明によれば、指向性をもつた水平断面が対
向する辺を滑らかな円弧となした略菱形でその最
大幅が監視空間内に設定される小区画の最大幅に
対して略同一以下の検知領域を有し、その検知領
域内での距離と物体の存否の関係を検知し、か
つ、２以上の検知方向をとることができるセンサ
手段、前記小区画に覆うようにして重なる１若し
くは複数の前記検知領域の方向と距離に対応する
分割検知領域の各小区画に対する組合せを予め設
定する方向・距離設定手段、前記センサ手段によ
り物体が存在する位置に対応した方向と分割検知
領域を検知する物体検知手段、および前記物体検
知手段により検知された方向と分割検知領域が前
記方向・距離設定手段で設定した方向と分割検知
領域の組合せにおいて対応する少なくとも１つの
組合せを選択し、この組合せに対応する小区画内
に物体があると判定する判定手段を具備したこと
を特徴とする物体検知装置が提供され、これによ
りセンサ手段の検知領域の形と監視空間内に設定
した小区画の形状の不一致にかかわらず各小区画
についての障害物の有無の判定を比較的正確に行
いうることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の物体検知装置の一実施例であ
る自動車のスキヤニングソナーの一例の構成ブロ
ツク図、第２図は第１図に示すスキヤニングソナ
ーを具備した自動車のリヤバンパ部分の斜視図、
第３図はソナーの検知方向と監視空間の小区画の
関係を示す概念図、第４図はソナーの検知領域の
特性図、第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄは各小区画，ロ，
ハ，ニにおける障害物の有無の判定の説明図であ
る。 （符号の説明）、１……自動車のスキヤニング
ソナー、２……コンピユータ、５……超音波ユニ
ツト、５ａ……送信センサ、５ｂ……受信セン
サ、２４……回転テーブル、ａ，ｂ，ｃ…，ｋ…
…検知方向、イ，ロ，ハ，…，フ……小区画。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 指向性をもつた水平断面が対向する辺を
   滑らかな円弧となした略菱形でその最大幅が監
   視空間内に設定される小区画の最大幅に対して
   略同一以下の検知領域を有し、その検知領域内
   での距離と物体の存否の関係を検知し、かつ、
   ２以上の検知方向をとることができるセンサ手
   段、 (b) 前記小区画に覆うようにして重なる１若しく
   は複数の前記検知領域の方向と距離に対応する
   分割検知領域の各小区画に対する組合せを予め
   設定する方向・距離設定手段、 (c) 前記センサ手段により物体が存在する位置に
   対応した方向と分割検知領域を検知する物体検
   知手段、および (d) 前記物体検知手段により検知された方向と分
   割検知領域が前記方向・距離設定手段で設定し
   た方向と分割検知領域の組合せにおいて対応す
   る少なくとも１つの組合せを選択し、この組合
   せに対応する小区画内に物体があると判定する
   判定手段 を具備したことを特徴とする物体検知装置。