JPH05172570A - 路面突起段差検出装置 - Google Patents

路面突起段差検出装置

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JPH05172570A
JPH05172570A JP34377891A JP34377891A JPH05172570A JP H05172570 A JPH05172570 A JP H05172570A JP 34377891 A JP34377891 A JP 34377891A JP 34377891 A JP34377891 A JP 34377891A JP H05172570 A JPH05172570 A JP H05172570A
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wave
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 路面の突起及び段差を共に良好に検出可能と
すると共に、検出間隔をより短くし検出漏れを少なくす
る。 【構成】 長い信号幅を有するバースト状の送信信号T
X1に係る送波と、短い信号幅を有するバースト状の送
信信号TX2に係る送波と、を交互に行う。突起検出処
理は、送信信号TX1に係る送波が行われた後さらに送
信信号TX2に係る送波が行われてから行う。段差検出
処理は、送信信号TX2の送波後さらに送信信号TX1
に係る送波が行われた後に行う。突起検出処理及び段差
検出処理はそれぞれ送信信号TX1またはTX2に係る
受信信号に基づき行う。突起及び段差を良好に検出可能
となると共に、検出間隔を短くでき、検出漏れが少なく
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載され路面の
突起及び段差を超音波により検出する路面突起段差検出
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、路面の突起及び段差を検出す
るため車両に超音波センサが搭載されている。例えば、
図3に示されるように、車両の前部に送受波器10を設
け、この送受波器10から路面100に向け所定角度で
超音波ビーム110を発射させる。すると、路面の突起
120によりこの超音波ビーム110が反射され、送受
波器10により受波される。この送受波器10の出力信
号から、突起120を検出することができる。
【0003】より詳細に考えた場合、路面の凹凸には、
図3に示されるような突起120の他ステップ状の凹凸
がある。図4(a)には図3と同様の突起120が示さ
れており、図4(b)及び(c)には、それぞれ、ステ
ップ状の凹凸130及び140が示されている。
【0004】この凹凸130及び140のうち、凹凸の
検出方向(車両の走行方向)から見て立ち上る凹凸13
0は、突起120と同様に取り扱うことができる。すな
わち、後述する図5の原理に基づき検出することができ
る。そこで、以下、図4(a)及び(b)に示される突
起120及び凹凸130を、いずれも突起として取扱う
こととする。
【0005】また、図4(c)に示される凹凸140
は、検出方向から見て立ち下がる凹凸である。この凹凸
140は、図4(a)及び(b)に示される突起120
及び130と同様に取扱うことはできず、図6に示され
る原理により検出する必要がある。そこで、以下、これ
を他と区別して段差と呼ぶことにする。
【0006】まず、図5(a)及び(b)に基づき突起
の検出原理につき説明する。図3に示されるような送受
波器10を用いて突起120を検出しようとする場合、
図5(a)に示されるように、所定タイミングでバース
ト状の送信信号200を超音波ビーム110として送波
させる。超音波の伝搬速度は車両の速度より充分早いた
め、送信信号200の繰返し周期を適当に設定すること
により、次の送信タイミングまでに路面100からの反
射に係る受信信号210を得ることができる。この場合
に、受信信号210をノイズ220と区別するために
は、送信信号200の信号幅を比較的長く設定すれば良
い。これにより、比較的短い幅を有するノイズ220の
影響を排除して突起120を良好に検出することができ
る。
【0007】図6(a)〜(c)には、段差140の検
出原理が示されている。
【0008】図6(a)に示されるように、送受波器1
0から送波される超音波ビーム110は一定のビーム幅
を有しており、段差140の前後にわたって路面100
上に照射される。超音波ビーム110が照射される領域
のうち段差140の手前の領域をI、段差140より先
の領域をIIとした場合、領域Iからの反射に係る受信
信号310と領域IIからの反射に係る受信信号320
の間には遅れが生じる。この遅れ時間T0 は、図6
(b)に示されるようにバースト状の送信信号300の
幅が充分短ければ、 T0 =2H/(C・sinθ) で表される。ここで、Hは段差140の高さ、Cは音
速、θは線分ABと路面100の成す角度である。
【0009】これに対し、送信信号300が図6(c)
に示されるようにある程度の幅を有している場合、遅れ
時間が減少する。すなわち、図6(c)のように送信信
号300の信号幅TTXが図6(b)のT0 に対し無視で
きない場合には、領域IとIIの時間間隔T1 は、 T1 =T0 −TTX =2H/(C・sinθ)−TTX となる。
【0010】この時間T1 は、図6(c)に示されるよ
うに、受信信号が途切れる時間である。従って、受信信
号が途切れることを検出することにより段差140の検
出を行うことができ、さらにこれを良好に行うためには
バースト状の送信信号300の信号幅をできるだけ短く
設定するのが好ましい。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このように、突起を検
出する場合にはバースト状の送信信号の信号幅をできる
だけ長くするのが好ましく、段差を検出するためにはで
きるだけ短くするのが好ましい。従って、突起及び段差
を同時にかつ良好に検出しようとする要求は互いに相反
するものとなる。
【0012】例えば、突起を検出するのに適した信号幅
と、段差を検出するのに適した信号幅と、の中間値に、
送信波の信号幅を設定した場合、これは、突起及び段差
をいずれも良好に検出することができないものとなる。
さらに、短い幅の送信波と長い幅の送信波を交互に送信
し、突起及び段差の有無を検出する手法も考えられる
が、この場合は、長短それぞれの幅の送信信号の繰返し
周期が長くなり、突起または段差の検出漏れが発生する
可能性が高くなる。
【0013】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、単一の装置で突起
及び段差を良好に検出することができ、かつ検出漏れの
発生可能性が低い装置を実現することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、路面に対し所定角度で超音波を送
波し路面からの反射波を受波する送受波器と、長短少な
くとも2種類の信号幅を有する超音波を交互に路面に送
波させる送波手段と、送受波器により受波される反射波
から長い信号幅の超音波による反射波を検出することに
より路面の突起を検出する突起検出回路と、送受波器に
より受波される反射波から短い信号幅の超音波による反
射波を検出することにより路面の段差を検出する段差検
出回路と、を備え、突起検出回路による突起検出期間
が、短い信号幅の超音波の送波後長い信号幅の超音波の
送波前の期間に含まれ、段差検出回路による段差検出期
間が、長い信号幅の超音波の送波後短い信号幅の超音波
の送波前の期間に含まれることを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明においては、送波手段及び送受波器によ
り長い信号幅の超音波と短い信号幅の超音波が交互に路
面に送波される。路面からの反射波は送受波器によって
受波され、突起検出回路及び段差検出回路による突起ま
たは段差検出の対象となる。
【0016】ここで、本発明においては、突起検出回路
による突起検出期間が、短い信号幅の超音波の送波後長
い信号幅の超音波の送波前の期間に含まれており、段差
検出回路による段差検出期間が、長い信号幅の超音波の
送波後短い信号幅の超音波の送波前の期間に含まれる。
すなわち、突起検出のための長い信号幅の超音波が送波
されてからさらに短い信号幅の超音波が送波された後
に、先に送信した長い信号幅の超音波による反射波に基
づく突起検出に係る処理が実行される。段差検出のため
の短い信号幅の超音波による反射波からの路面の段差の
検出は、さらに次の長い信号幅の超音波の送波が行われ
た後に行われる。
【0017】一般に、超音波を路面に向け所定角度で送
波する場合、ビームのひろがり等により路面上のあるひ
ろがりを有する領域が反射面となる(図6(a)参
照)。
【0018】したがって、反射波はある時刻からある時
刻まで(すなわち該領域において送受波器が最も近い地
点からの反射波を受波する時刻から最も遠い地点からの
反射波を受波する時刻まで)得られる。このため、ある
タイミングで送波を行なった後、この送波に係る反射波
が得られるまでにはある程度時間的な余裕がある。本発
明の構成においては、ある送波タイミング(第1のタイ
ミング)から次の送波タイミング(第2のタイミング)
までの間に、第1のタイミングの1個前のタイミング
(第0のタイミング)で送波された超音波に係る検出処
理を実行することが可能になり、長短信号幅が送信信号
とそれぞれの繰り返し周期を重畳させることが可能にな
るため、検出漏れの発生可能性が低減する。
【0019】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
【0020】図1には、本発明の一実施例に係る路面突
起段差検出装置の構成が示されている。
【0021】この図に示される装置は、図3に示される
送受波器10と同様に車両の前部下方に設けられる送受
波器12を備えている。送受波器12は、所定角度で路
面100に向け超音波ビーム110を送波し、路面10
0からの反射波を受波する。この送受波器12には、送
信電力増幅回路14及び送受切換回路16を介して送信
タイミング/送信幅切換回路18から送信信号が供給さ
れる。送信タイミング/送信幅切換回路18は、タイミ
ング発生回路20によって発生出力されるタイミングパ
ルスに応じ、長短2種類の所定の信号幅を有する信号を
交互に出力する。
【0022】送信電力増幅回路14は、送信タイミング
/送信幅切換回路18から出力される信号を入力し、信
号幅が送信タイミング/送信幅切換回路18からの信号
の幅に一致したバースト状の信号を発生させる。この信
号は、送受切換回路16を介して送受波器12に供給さ
れ、バースト状の超音波として路面110上に送波され
ることとなる。
【0023】送受波器12には、送受切換回路16を介
して受信回路22が接続されている。受信回路22は、
送受波器12から出力される信号を送受切換回路16を
介して取り込み、所定の処理を施して突起検出回路24
及び段差検出回路26に出力する。突起検出回路24及
び段差検出回路20には、タイミング発生回路26から
送信タイミングが供給されており、この送信タイミング
に応じて設定される突起検出処理期間及び段差検出処理
期間において、受信回路22からの信号について所定の
処理を施し、処理結果を出力する。
【0024】図2には、本実施例の動作が原理的に示さ
れている。まず、図2(a)に示されるように、本実施
例では、比較的長い信号幅を有するバースト状の送信信
号TX1と、比較的短い信号幅を有するバースト状の送
信信号TX2が交互に送信される。突起検出回路24
は、送信信号TX2の送信後送信信号TX1の送信前の
期間において、突起検出処理を実行する。この処理の対
象となるのは、先に超音波として送波されている送信信
号TX1の受信信号である。すなわち、ある送信信号T
X1に係る送波が行われた後、さらに送信信号TX2に
係る送波が行われた後において、先に送信した送信信号
TX1に係る超音波の受信信号の処理が実行される。
【0025】同様に、段差検出回路26は、送信信号T
X1に係る送波が行われた後送信信号TX2に係る送波
が行われる前の期間において、段差検出処理を実行す
る。この処理の対象となるのは、当該送信信号TX1の
前の送波に係る送信信号TX2による受信信号である。
【0026】この実施例において、路面100に図4
(a)または(b)に示されるような突起が存する場
合、受信回路22から出力される受信信号は、図2
(c)に示されるような信号となる。すなわち、長い信
号幅を有する送信信号TX1については、突起の存在を
表す長い信号幅の信号400及び路面100の反射を示
す弱い信号410を含む受信信号が得られ、短い信号幅
の送信信号TX2に対しては突起の反射信号430及び
路面100の反射信号410のみの受信信号が得られ
る。なお、図中420で示されるのはノイズである。
【0027】さらに、路面100において図4(c)に
示されるような段差が存在する場合、得られる受信信号
は図2(d)に示されるようなものとなる。
【0028】すなわち、長い信号幅の送信信号TX1に
ついては、路面100の反射に係る途切れのない信号5
00を含む受信信号となり、短い信号幅の送信信号TX
2に対してはこの路面100の反射が中途で途切れ、信
号510及び520として現れる波形となる。なお、こ
の図において、530はノイズである。
【0029】従って、突起検出回路24は、突起検出処
理期間(送信信号TX2に係る送波後送信信号TX1に
係る送波前の所定期間)において、送信信号TX1と同
程度の信号幅を有する波形400が得られるか否かによ
り突起を検出する。また、この波形400の到来タイミ
ングにより、突起の位置を検出する。
【0030】一方、段差検出回路26は、段差検出処理
期間(送信信号TX1に係る送波後送信信号TX2に係
る送波前の所定期間)において、路面からの反射が中途
で途切れ510及び520の波形として現われるか否か
により、段差の有無及びその位置を検出する。
【0031】これら、突起検出回路24及び段差検出回
路26は、それぞれ、突起を検出した旨(及び必要に応
じてその位置)を示す突起検出信号及び段差を検出した
旨(及び必要に応じてその位置)を示す段差検出信号
を、例えばサスペンション制御回路に出力し、車両のサ
スペンションを、突起または段差の有無に応じて硬くし
あるいは柔らかくする。
【0032】なお、本実施例のような動作を実現する場
合、突起及び段差を検出し得る路面100上の範囲は送
信信号TX1と送信信号TX2の間隔(厳密には、突起
検出期間及び段差検出期間)に対応するものとなる。例
えば、送信信号TX1に係る送波を行った後突起検出処
理を開始するまでの時間は、超音波ビーム110による
最短検出距離に対応して設定される必要があり、突起検
出処理を終了する時点は最長検出距離に対応させる必要
がある。これは、段差検出処理に関しても同様である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長短2種類の信号幅を有する超音波を交互に路面に送波
させ、長い信号幅の超音波の反射波により路面の突起を
検出する一方で、短い信号幅の超音波の反射波により路
面の段差を検出するようにしたため、路面の突起及び段
差を共に良好に検出することができる。また、突起検出
期間及び段差検出期間をそれぞれ交互に設定し、長短両
信号幅の超音波の繰り返し周期を重複可能にしたため、
突起及び段差それぞれの検出間隔が長くなることが防止
され、検出漏れの可能性が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る路面突起段差検出装置
の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施例の動作を示す図であり、図2(a)は
送信タイミングを、図2(b)は突起検出処理及び段差
検出処理の期間を、図2(c)は路面に突起が存在した
場合の受信信号の波形を、図2(d)は路面に段差が存
在した場合の受信信号の波形を、それぞれ示す図であ
る。
【図3】路面の凹凸を検出するための超音波センサの実
施態様を示す図である。
【図4】路面の凹凸の種類を示す図であり、図4(a)
は突起を、図4(b)は立上りステップによる突起を、
図4(c)は立下りステップによる段差を、それぞれ示
す図である。
【図5】突起の検出原理を示す図であり、図5(a)は
送信波を、図5(b)は受信波を、それぞれ示す図であ
る。
【図6】段差の検出原理を示す図であり、図6(a)は
領域I及びIIを、図6(b)は短い信号幅送信信号に
よる受信信号を、図6(c)は長い信号幅の送信信号に
よる受信信号を、それぞれ示す図である。
【符号の説明】
12 送受波器 14 送信電力増幅回路 16 送受切換回路 18 送信タイミング/送信幅切換回路 20 タイミング発生回路 22 受信回路 24 突起検出回路 26 段差検出回路 TX1 信号幅が長い送信信号 TX2 信号幅が短い送信信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 路面に対し所定角度で超音波を送波し路
    面からの反射波を受波する送受波器と、 長短少なくとも2種類の信号幅を有する超音波を交互に
    路面に送波させる送波手段と、 送受波器により受波される反射波から長い信号幅の超音
    波による反射波を検出することにより路面の突起を検出
    する突起検出回路と、 送受波器により受波される反射波から短い信号幅の超音
    波による反射波を検出することにより路面の段差を検出
    する段差検出回路と、 を備え、 突起検出回路による突起検出期間が、短い信号幅の超音
    波の送波後長い信号幅の超音波の送波前の期間に含ま
    れ、 段差検出回路による段差検出期間が、長い信号幅の超音
    波の送波後短い信号幅の超音波の送波前の期間に含まれ
    ることを特徴とする路面突起段差検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8615351B2 (en) 2010-12-01 2013-12-24 Nippon Soken, Inc. Driving assistance apparatus and vehicle driving assistance system for determining entry into or exit from a parking lot
JP2014165616A (ja) * 2013-02-23 2014-09-08 Hyogo Prefecture ロービジョン者用ウェアラブルディスプレイ

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US8615351B2 (en) 2010-12-01 2013-12-24 Nippon Soken, Inc. Driving assistance apparatus and vehicle driving assistance system for determining entry into or exit from a parking lot
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