JPH0441953B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車の後方障害物探知装置に関
し、更に詳しくは、超音波により自動車の後方の
障害物を探知するための装置に関する。

従来技術 従来、第５図に示す如き自動車の後方障害物探
知装置が知られている。即ち、自動車Ａの後部の
例えばリアバンパＢの左側端に超音波送受信器Ｃ
とその旋回台を設け、その超音波送受信器Ｃから
超音波パルスを発射し且つ同超音波送受信器で反
射波パルスを受信し、その受信波の時間解析に基
づいて物体の存否を判定するもので、超音波送受
信器Ｃを旋回させることによつて自動車の後方の
広い領域Ｄ及びＥをカバーするものである。

従来技術の問題点 超音波送受信器Ｃからの距離が近い場合は、障
害物の検知能力が十分となるが、その距離が遠く
なるほど検知能力が低下する一般的性質がある。

そこで、第５図に示す従来の自動車の後方障害
物探知装置の場合、超音波送受信器Ｃの近傍領域
Ｄでは障害物を十分検知することができるが、遠
隔領域Ｅでは障害物の検知能力が劣ることにな
る。

ところで、障害物探知を真に行いたい領域は、
自動車Ａの後方の直近領域Fa，Fbであり、この
領域で十分な障害物検知が行われねばならない。

しかし、第５図を参照すれば理解されるよう
に、自動車Ａの後方の直近領域Fa，Fbのうち、
超音波送受信器Ｃに近い部分Faは領域Ｄ内にあ
つて十分な検知能力が得られるが、超音波送受信
器Ｃから離れた部分Fbでは領域Ｄを外れるため
検知能力が劣るという問題点がある。

発明の目的 本発明の目的とするところは、自動車の後方の
直近領域における障害物探知を十分な検知能力に
て行うことができる自動車の後方障害物探知装置
を提供することにある。

発明の構成 本発明の自動車の後方障害物探知装置は、自動
車の後部の左側又は右側の一端に設けられた超音
波送受信器と、該超音波送受信器を旋回自在に指
示する旋回台と、自動車の後部の他端に設けられ
た超音波受信器と、自動車の後方の比較的近傍領
域を探知する時に、前記超音波送受信器から超音
波パルスを発射し、前記超音波受信器で受信した
受信波の波形を、検知領域に物体が存在しない状
態で直接受信した受信波を基準として比較するこ
とにより、検知領域における物体の存否を判定す
る近距離物体検知手段と、自動車の後方の比較的
遠隔領域の探知時に、前記超音波送受信器から超
音波パルスを発射し且つ同超音波送受信器で反射
波パルスを受信し、超音波パルスの発射時から反
射波パルスの受信時までの時間に基づいて検知領
域における物体の存否を判定する遠距離物体検知
手段と、自動車の後方の比較的近傍領域の探知時
と比較的遠隔領域の探知時とで前記近距離物体検
知手段と前記遠距離物体検知手段とを切り換える
遠近切換え手段とを設けたことを構成上の特徴と
するものである。

作 用 超音波送受信器とその反対側に設けた超音波受
信器の間の所定の空間領域に障害物がないとする
と、超音波受信器は、超音波送受信器から発射さ
れた超音波パルスのいわゆる直接波を受信するこ
とになる。そこで、超音波送受信器から発射され
た超音波パルスの波形と酷似した波形を持つ受信
波が得られる。

ところが、超音波送受信器と超音波受信器の間
の所定の空間領域に障害物があると、その障害物
で反射された反射波パルスをも超音波受信器が受
信することになる。即ち、障害物のない空間領域
を通る直接波と障害物を経た反射波とを受信する
ことになる。

この直接波と反射波は、行路差が殆どないため
に時間的には明確に弁別困難であるが、合成波形
となるために、直接波だけの場合の受信波の波形
とは異なつた受信波形となる。

そこで、超音波送受信器と超音波受信器の間の
所定の空間領域における障害物の存否を、超音波
受信器の受信波の波形を直接波を基準として比較
することにより判定することができる（近距離物
体検知手段）。

しかも、このときの超音波の伝播の行路は所定
の空間領域のどこに障害物があつてもほぼ一定な
ので、障害物の位置にかかわらず十分な検知能力
を得られることとなる。

そして、所定の空間領域は、自動車の後方の比
較的近傍領域であるから、真に障害物探知を行い
たい領域を十分な検知能力をもつて探知できるこ
ととなる。

自動車の後方の比較的遠隔領域については、従
来と同様に超音波送受信器で反射波パルスを受信
し、超音波パルスの発射時から反射波パルスの受
信時までの時間を解析して障害物の有無を判定す
ることができる（遠距離物体検知手段）。

このように、自動車の後方の比較的近傍領域の
探知時と比較的遠隔領域の探知時とで前記近距離
物体検知手段と前記遠距離物体検知手段とを切り
換えること（遠近切換え手段）によつて遠近いず
れの障害物に対しても十分な検知能力を得ること
ができる。

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図は本発明の自動車
の後方障害物探知装置の一実施例を装備した自動
車の後部斜視図、第２図は本発明の一実施例装置
のブロツク図、第３図は超音波送受信器とその旋
回台の模式的断面平面図、第４図は本発明の一実
施例装置による検知領域を模式的に示す平面図で
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図において、自動車ＡのリアバンパＢの左
端には、超音波送受ユニツト２と、旋回台３とが
設けられており、また、リアバンパＢの右端には
超音波受信器４が設けられている。

超音波送受ユニツト２の内部には、第３図に示
すように、第１の超音波センサ２ａと、第２の超
音波センサ２ｂとが設けられている。

第１の超音波センサ２ａは、比較的低い周波数
（例えば20kHz）の超音波パルスを発射するもの
で、第２の超音波センサ２ｂは、比較的高い周波
数（例えば200kHz）の超音波パルスを送受する
ものである。

第１の超音波センサ２ａと第２の超音波センサ
２ｂとは、ゴムマウント２ｃによつて逆向きに一
体的にされており、第１の超音波センサ２ａは目
的検知方向と反対側を向き、反射板２ｄを介して
超音波パルスを発射するようになつている。

旋回台３は、第２図に示すように、ステツピン
グモータ５により旋回される。

第２図は、自動車の後方障害物探知装置１の全
体構成を示すもので、マイクロプロセツサ６が中
枢として全体の作動を制御している。

まず、マイクロプロセツサ６は、自動車Ａの後
方の近傍領域を探知すべく、ステツピングモータ
ドライバ７を介してステツピングモータ５を駆動
し、超音波送受ユニツト２をほぼ超音波受信器４
の方向に向ける。

次いで、各切換えスイツチ８ａ，８ｂ，８ｃを
第２図の実線の接続とし、比較的低い周波数の発
振器９と、第１の超音波センサ２ａと、超音波受
信器４とを選択する。

マイクロプロセツサ６からの指令により一斉に
切り換わるスイツチ８ａ，８ｂ，８ｃが遠近切換
え手段に相当する。

マイクロプロセツサ６が、所定のパルス信号を
アンドゲート１１に出力すると、比較的低い周波
数のパルス状の信号が増幅器１２を介して第１の
超音波センサ２ａに与えられ、第１の超音波セン
サ２ａは比較的低い周波数の超音波パルスを発射
する。

その超音波パルスは、自動車Ａの後方の近傍領
域を伝播して超音波受信器４で受信される。

受信波は、増幅器１３、フイルタ１４、検波器
１５、プログラマブルピークホールド回路１６及
びＡ／Ｄコンバータ１７を介してマイクロプロセ
ツサ６に読み取られる。

マイクロプロセツサ６は、自動車Ａの後方の近
傍領域に障害物がない場合の前記受信波の波形を
記憶しており、その記憶している波形データと探
知時に受信された受信波の波形データとを比較す
る。そして、障害物の有無を判定する。その判定
の一例としては、受信波のピーク値を検出し、予
め記憶していた障害物のない場合のピーク値と比
較し、受信波のピーク値が一定以上小さければ障
害物があると判定するものが挙げられる（近距離
物体検知手段に相当）。

第４図に示す領域Ｇは、上記探知によつて障害
物を検知することができる領域を示している。即
ち、自動車Ａの後方の直近領域Fa，Fbをほぼカ
バーしている。したがつて、真に障害物探知を行
いたい直近領域Fa，Fbにおいて十分な検知能力
で障害物探知を行えることとなる。

上記自動車の後方の近傍領域の探知を行うと、
マイクロプロセツサ６は、切換えスイツチ８ａ，
８ｂ，８ｃ（遠近切換え手段に相当）を図の破線
の接続に切り換え、ステツピングモータ５を駆動
して、旋回台３を旋回せしめ、超音波送受ユニツ
ト２を所定の探知方向に向ける。

そして、所定のパルス信号をゲート回路１１に
加えると、比較的高い周波数の発振器１０の信号
が増幅器１２を介して第２の超音波センサ２ｂに
加えられ、第２の超音波センサ２ｂは比較的高い
周波数の超音波パルスを発射する。

超音波パルスは、その探知方向に障害物がなけ
れば反射してこないが、障害物があるとそこまで
の距離に比例した時間に反射パルスが戻つてき、
第２の超音波センサ２ｂで受信される。

マイクロプロセツサ６は、第２の超音波センサ
２ｂから超音波パルスを発射し、同超音波センサ
２ｂで反射パルスを受信するまでの時間から、そ
の探知方向における障害物の有無及び距離を判定
する（遠距離物体検知手段に相当）。

この第２の超音波センサ２ｂを用いての障害物
探知は、従来と同様であり、第４図に示すよう
に、比較的近傍領域Ｄにおいては十分な検知能力
で障害物検知を行うことができ、それよりも比較
的遠隔領域Ｅでは少し劣つた検知能力で障害物検
知が行われることとなる。

かくして、上記自動車の後方障害物検知装置１
によれば、自動車Ａの後方の直近の障害物探知を
十分な検知能力で行うことができると共に、比較
的遠隔領域の障害物探知をも行うことができる。

なお、第２の超音波センサ２ｂによる障害物ま
での距離の判定においては、距離の算出のために
超音波の速度を知る必要があるが、その超音波の
速度は気温等により変動する。ところが、超音波
送受ユニツト２と超音波受信器４の距離は一定だ
から、これらの間の直接波の伝達時間を計測すれ
ば、超音波の速度を実測することができる。従つ
て超音波の速度が気温等により変動しても、常に
正しい超音波速度を知ることができ、正確な距離
計測を行い得ることとなる。

更に、自動車Ａの後方の近傍領域に障害物がな
い場合の直接波の受信波形を記憶しているので、
障害物がないときに実測した受信波の波形と前記
記憶した波形とを比べれば、超音波センサ２ａ，
２ｂ，４等の汚れ等による性能劣化を知ることが
できる。したがつて、保守管理上も有用となる。

発明の効果 本発明によれば、自動車の後部の左側又は右側
の一端に設けられた超音波送受信器と、該超音波
送受信器を旋回自在に指示する旋回台と、自動車
の後部の他端に設けられた超音波受信器と、自動
車の後方の比較的近傍領域を探知する時に、前記
超音波送受信器から超音波パルスを発射し、前記
超音波受信器で受信した受信波の波形を、検知領
域に物体が存在しない状態で直接受信した受信波
を基準として比較することにより、検知領域にお
ける物体の存否を判定する近距離物体検知手段
と、自動車の後方の比較的遠隔領域の探知時に、
前記超音波送受信器から超音波パルスを発射し且
つ同超音波送受信器で反射波パルスを受信し、超
音波パルスの発射時から反射波パルスの受信時ま
での時間に基づいて検知領域における物体の存否
を判定する遠距離物体検知手段と、自動車の後方
の比較的近傍領域の探知時と比較的遠隔領域の探
知時とで前記近距離物体検知手段と前記遠距離物
体検知手段とを切り換える遠近切換え手段とを設
けたことを特徴とする自動車の後方障害物探知装
置が提供され、これにより自動車の後方の直近の
領域の障害物探知を十分な検知能力で確実に行い
得ることとなる。また、超音波の速度変動の校正
を行うことができるので正確な距離計算を行うこ
とができるようになる。また、超音波センサの劣
化等を知ることができるので、保守管理上有用な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車の後方障害物探知装置
の一実施例を装備した自動車の後部斜視図、第２
図は本発明の一実施例装置のブロツク図、第３図
は超音波送受信器とその旋回台の模式的断面平面
図、第４図は本発明の一実施例装置による検知領
域を模式的に示す平面図、第５図は従来の自動車
の後方障害物探知装置の探知領域を模式的に説明
する平面図である。 符号の説明、１……自動車の後方障害物探知装
置、２……超音波送受ユニツト、２ａ……第１の
超音波センサ、２ｂ……第２の超音波センサ、３
……旋回台、４……超音波受信器、５……ステツ
ピングモータ、６……マイクロプロセツサ、８
ａ，８ｂ，８ｃ……切換えスイツチ、９……比較
的低い周波数の発振器、１０……比較的高い周波
数の発振器、Ａ……自動車、Ｂ……リアバンパ、
Ｃ……従来の自動車の後方障害物探知装置、Ｄ…
…比較的近傍の探知領域、Ｅ……比較的遠隔の探
知領域、Fa，Fb……自動車の後方の直近領域、
Ｇ……比較的近傍の探知領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車の後部の左側又は右側の一端に設けら
   れた超音波送受信器と、 該超音波送受信器を旋回自在に指示する旋回台
   と、 自動車の後部の他端に設けられた超音波受信器
   と、 自動車の後方の比較的近傍領域を探知する時
   に、前記超音波送受信器から超音波パルスを発射
   し、前記超音波受信器で受信した受信波の波形
   を、検知領域に物体が存在しない状態で直接受信
   した受信波を基準として比較することにより、検
   知領域における物体の存否を判定する近距離物体
   検知手段と、 自動車の後方の比較的遠隔領域の探知時に、前
   記超音波送受信器から超音波パルスを発射し且つ
   同超音波送受信器で反射波パルスを受信し、超音
   波パルスの発射時から反射波パルスの受信時まで
   の時間に基づいて検知領域における物体の存否を
   判定する遠距離物体検知手段と、 自動車の後方の比較的近傍領域の探知時と比較
   的遠隔領域の探知時とで前記近距離物体検知手段
   と前記遠距離物体検知手段とを切り換える遠近切
   換え手段とを設けたことを特徴とする自動車の後
   方障害物探知装置。 ２ 超音波送受信器が、比較的周波数の低い超音
   波センサと比較的周波数の高い超音波センサを具
   備し、自動車の後方の比較的近傍領域の探知では
   前者から超音波パルスの発射を行い、一方、自動
   車の後方の比較的遠隔領域の探知では後者により
   超音波パルスを発射し且つ反射波パルスを受信す
   る特許請求の範囲第１項に記載の自動車の後方障
   害物探知装置。