JPH07191140A

JPH07191140A - 車両の障害物検知装置

Info

Publication number: JPH07191140A
Application number: JP5328918A
Authority: JP
Inventors: Satoru Sudo; 悟須藤
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】１個の超音波センサを用いて死角領域なしに
車両のバンパ面と障害物との相対距離を高精度に測定し
うる「車両の障害物検知装置」を得ること。【構成】車両のリアバンパ２の中央付近位置に超音波
センサ３を取り付け、後退時に、あるタイマ時間ｔn に
おけるセンサ計測値Ｒn と、次のタイマ時間ｔn+1 にお
けるセンサ計測値Ｒn+1 と、その間の後退距離ｄとをそ
れぞれ検知し、これらの値を所定の計算式に代入して、
タイマ時間ｔn+1 におけるリアバンパ面と障害物１５と
の相対距離ｙを求めるように制御演算回路１０を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の障害物検知装置
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、乗用車の高級化に伴って、利便性
を高めるためのさまざまな車両技術が開発されている。
そうした技術の一つとして、運転席から死角になってい
る車両の前後左右隅の状況を運転者に知らせる装置があ
る。

【０００３】この種の装置は、超音波、レーザ、電波、
赤外線などを利用して車両近傍の障害物を検知するもの
で、たとえば、図５に示すように、フロントバンパ１お
よびリアバンパ２の各コーナ部に超音波センサを取り付
けて、車両コーナ部に近接した障害物を検出するように
構成されている。そして、一般に、障害物を検出したと
きには障害物とのおおよその距離をブザーや表示灯で運
転者に知らせるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の障害物検知装置にあっては、ふつう同一周波数の
超音波を利用して車両の４つのコーナ部の障害物検知を
行っている。そのため、フロントバンパ１とリアバンパ
２に取り付けられたそれぞれ２つの超音波センサから発
信される超音波どうしの干渉を避けるため、図５に示す
ように、各センサを互いに向き合わない角度に取り付け
るとともに、各センサの検知領域Ｐを、センサを中心に
して相互干渉のおそれがない程度の小さい半径の半球の
範囲に制限している。

【０００５】そのため、こうした従来の装置にあって
は、車両前後方の検知領域Ｐの間に、障害物を検知でき
ない死角領域Ｑが発生してしまう。また、この場合、各
センサによる障害物検知はセンサを中心にして障害物と
の距離を測定しているにすぎないため、車両面（例えば
バンパ面）から障害物までの距離（相対距離）を測定す
ることは原理的に不可能である。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、１個のセンサで死角領域な
しに車両面と障害物との相対距離を高精度に測定しうる
車両の障害物検知装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、車両の前端または後端の車両幅中心付近位
置に取り付けられ車両の前方または後方の障害物を検出
する検出センサと、車両の移動距離を検出する移動距離
検出手段と、前記検出センサの相前後する測定距離デー
タとその間の車両移動距離データとを所定の計算式に代
入して車両の前端面または後端面に対する障害物の相対
距離を算出する距離演算手段とを有することを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】このように構成した本発明にあっては、車両の
前進時または後退時に、検出センサは自身と障害物との
距離を逐次測定し、移動距離検出手段はその間における
車両の移動距離を検出する。距離演算手段は、検出セン
サによって検出された相前後する測定距離データと移動
距離検出手段によって検出されたその間の車両移動距離
データとを所定の計算式に代入して、車両の前端面また
は後端面に対する障害物の相対距離を算出する。これに
より、１個のセンサで、死角領域なしに、車両面と障害
物との相対距離が高精度に測定されることになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例のブロック図、図
２は同実施例による水平方向の検知領域を示す図、図３
は本発明の距離測定原理の説明に供する図、図４は同実
施例の動作フローチャートである。なお、本実施例で
は、便宜上、車両後方の障害物を検出する場合について
説明するが、これは車両前方の障害物を検出する場合に
ついてもまったく同様に当てはまる。

【００１０】図１に示す障害物検知装置は、車両後方の
障害物の位置をリアバンパ面からの距離の形で測定する
装置であって、超音波を利用して障害物を検出する１個
の超音波センサ３と、超音波センサ３に接続された送受
信回路４と、車速度を検出する車速センサ５と、車両の
シフト位置を検出するシフト位置検出スイッチ６と、障
害物が車両後方に近接したことを音などで警報する警報
装置７と、リアバンパ面から障害物までの距離（相対距
離）を表示する表示装置８と、この装置を起動するスイ
ッチ９とを有し、送受信回路４、車速センサ５、シフト
位置検出スイッチ６、警報装置７、表示装置８、および
スイッチ９は制御演算回路１０に接続されている。この
制御演算回路１０はタイマ１１とメモリ１２を内蔵して
いる。なお、検出センサは超音波センサ３、移動距離検
出手段は車速センサ５とタイマ１１、距離演算手段は制
御演算回路１０によってそれぞれ構成されている。

【００１１】超音波センサ３は、例えば、超音波の発信
と受信が共に可能な送受信一体型のものであり、広い指
向性を持っている。この超音波センサ３は、車両のリア
バンパ２の中央付近位置、例えば、図２に示すように、
リアバンパ２の中央部（車両の中心線Ｃ上）に取り付け
られている。このように、超音波センサ３をバンパ中央
部に取り付けることにより、車両の両サイドの検知領域
を左右均等に設定することができる。また、１個の超音
波センサ３しか使用しないので、そもそも超音波の干渉
は問題とならず、超音波センサ３の測定距離範囲をバン
パ面全体をカバーしうる程度に大きく設定することによ
って、図２に示すように、死角領域のない障害物検知領
域Ｐを車両後方に設定することができる。検知領域Ｐは
後述する表示領域でもあり、後述するように、障害物が
この検知領域Ｐ内に検出されるとリアバンパ面から障害
物まで距離が運転者に表示されるようになっている。

【００１２】なお、検出センサとしては、超音波センサ
以外に、例えば微弱電波等を利用したレーダなどでもよ
い。また、送受信一体型でなくてもよく、発信専用と受
信専用のセンサを組み合わせた分離型でもよい。

【００１３】送受信回路４は、制御演算回路１０からの
制御信号を入力して超音波センサ３を駆動して超音波を
発信させるとともに、反射波を受信した超音波センサ３
からの受信信号を入力処理して制御演算回路１０に送る
機能を有している。

【００１４】制御演算回路１０は、例えばマイコンで構
成されており、スイッチ７（例えばイグニッションスイ
ッチなど）がオンされると、超音波センサ３を作動させ
るべく、その旨の制御信号を送受信回路４に出力する。
そして、超音波センサ３が受信した反射波の信号を送受
信回路４を介して入力し、超音波を発信してから反射波
を受信するまでの時間を計測して、超音波センサ３と障
害物との距離Ｒ（これをセンサ距離という）をそれぞれ
測定する。すなわち、超音波センサ３から発信された超
音波が障害物に当たって反射して返ってくるまでの時間
（受信時間）を計測し、所定の計算式に当てはめて、超
音波センサ３から障害物までの距離Ｒを算出する。この
算出したセンサ距離Ｒの値は、少なくとも最新値と前回
値については、内蔵するメモリ１２に一時的に保存され
るようになっている。

【００１５】また、制御演算回路１０は、上記の算出結
果、つまり超音波センサ３と障害物とのセンサ距離Ｒの
データに基づいてリアバンパ面に対する障害物の相対距
離ｙを演算する。この原理は次の通りである。

【００１６】すなわち、例えば図３に示すように、超音
波センサ３を通り車両の中心線Ｃに平行な直線をＹ軸と
し（車両後方を正方向）、同じく超音波センサ３を通り
前記Ｙ軸に直角な直線（つまりリアバンパ面に平行な直
線）をＸ軸とする。車両が後退しているときに、超音波
センサ３を所定のタイマ時間ｔごとに逐次作動させて障
害物１５までのセンサ距離Ｒを計測するものとし、ある
タイマ時間ｔn （ｎ＝０，１，２，…）における障害物
１５とのセンサ距離をＲn 、次のタイマ時間ｔn+1 にお
ける障害物１５とのセンサ距離をＲn+1 とすると、タイ
マ時間ｔn+1 におけるリアバンパ面と障害物１５との相
対距離ｙは下記の計算式１によって求められる。

【００１７】

【数１】

【００１８】ここで、「ｄ」はタイマ時間ｔn とｔn+1
との間に超音波センサ３（つまり車両）が後退した距離
である。この後退距離ｄは、タイマ時間ｔn とｔn+1 と
の間における車両の移動速度（この場合は後退速度）を
ｖとすれば、下記の計算式２によって求められる。

【００１９】

【数２】

【００２０】なお、タイマ時間ｔは制御演算回路１０内
のタイマ１１によって管理され、また、後退速度ｖは車
速センサ５によって検出されるようになっている。

【００２１】また、警報装置７は、例えばブザーで構成
されており、例えばリアバンパ２と障害物との距離ｙが
所定値以内（安全領域外）になると吹鳴して、障害物が
車両後方に近接したことを運転者に警報するようになっ
ている。また、表示装置８は、例えばＶＦＤ（蛍光表示
管）などの表示デバイスで構成されており、制御演算回
路１０で算出された障害物の相対距離ｙが所定値以内
（表示領域内）になると、そのｙ値を表示するようにな
っている。

【００２２】次に、このように構成された障害物検知装
置の動作を図４のフローチャートに従って説明する。

【００２３】まず、スイッチ９がオンされると、制御演
算回路１０は、カウンタｎを０にリセットし（Ｓ１）、
計測条件が充足されているかどうかを判断する（Ｓ
２）。この計測条件は、シフト位置がリバース（後退）
モードかどうか、および、車両が実際に後退しているか
どうかであって、前者はシフト位置検出スイッチ６から
の信号に基づいて、また、後者は車速センサ５からの信
号に基づいて判断する。これら計測条件が充足されてい
ないときには、充足されるまで待機する。

【００２４】ステップ２の判断の結果として計測条件が
充足されていれば、制御演算回路１０は、タイマ１１を
起動する（Ｓ３）と同時に、送受信回路４を介して超音
波センサ３を作動させて、タイマ時間ｔ0 （＝０）にお
ける超音波センサ３と障害物との距離Ｒ0 を計測し、メ
モリ１２に一時保存する（Ｓ４）。それから、車速セン
サ５からの信号を入力して車速度ｖ（この場合は後退速
度）を読み取り（Ｓ５）、次の所定のタイマ時間ｔ1 が
経過したかどうかを判断し（Ｓ６）、タイマ時間ｔ1 が
経過するまで待機する。

【００２５】ステップ６の判断の結果としてタイマ時間
ｔ1 が経過していれば、制御演算回路１０は、送受信回
路４を介して超音波センサ３を作動させて、タイマ時間
ｔ1における超音波センサ３と障害物との距離Ｒ1 を計
測し、メモリ１２に一時保存する（Ｓ７）。それから、
ステップ５で求めた後退速度ｖの値とタイマ時間ｔ0、
ｔ1 の各値とを前記計算式２に代入して、その間の車両
の後退距離ｄを算出し（Ｓ８）、さらに、ステップ４と
ステップ７で計測したセンサ距離Ｒ0 、Ｒ1 の各値とス
テップ８で算出した後退距離ｄの値とを前記計算式１に
代入して、タイマ時間ｔ1 におけるリアバンパ面に対す
る障害物の相対距離ｙを算出する（Ｓ９）。

【００２６】それから、制御演算回路１０は、ステップ
９で求めたｙ値をあらかじめ設定された所定値と比較し
て表示領域内かどうかを判断し（Ｓ１０）、そうであれ
ば表示装置８にそのｙ値を表示させ（Ｓ１１）、さら
に、そのｙ値をあらかじめ設定された他の所定値と比較
して安全領域内かどうかを判断し（Ｓ１２）、安全領域
内でなければ警報装置７を作動させて、障害物が車両後
方に近接していることを運転者に警報する（Ｓ１３）。

【００２７】それから、制御演算回路１０は、再び、シ
フト位置検出スイッチ６や車速センサ５からの信号に基
づいて計測条件を充足しているかどうかを判断し（Ｓ１
４）、この判断の結果として計測条件を充足してなけれ
ば直ちにリターンしてステップ１以降の動作を繰り返
す。これに対し、計測条件を充足していればカウンタｎ
を１だけインクリメントして（Ｓ１５）ステップ５に戻
り、ステップ５以降の動作を繰り返す。すなわち、後退
速度ｖを読み込んだ後、次のタイマ時間ｔn+1 の経過を
待って最新のセンサ距離Ｒn+1 を計測し、後退距離ｄを
算出し、この後退距離ｄと前回計測したセンサ距離Ｒn
と今回計測したセンサ距離Ｒn+1 とから相対距離ｙを算
出するなどいった動作を逐次繰り返す。

【００２８】したがって、本実施例によれば、１個の超
音波センサ３を使用するだけで、リアバンパ面から障害
物までの相対距離ｙを高い精度で計測することができ
る。また、１個の超音波センサ３しか使用しないため、
超音波の干渉のおそれがなく、超音波センサ３の測定距
離範囲をリアバンパ面全体をカバーしうる程度に大きく
設定することにより、死角領域のない検知領域を車両後
方に設定することができる。さらに、１個の超音波セン
サ３で足りることは、部品点数の削減とともにコストの
低下につながる。

【００２９】なお、本実施例では、後退時の移動距離ｄ
を、後退速度ｖとタイマ時間ｔn 、ｔn+1 とから計算に
より求めるようにしているが、適当なセンサ等を用いて
移動距離ｄを直接検知するようにしてもよいことはもち
ろんである。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、１個
の検出センサを使用して、死角領域なしに、車両の前端
面または後端面と障害物との相対距離を高精度に測定す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図

【図２】同実施例による水平方向の検知領域を示す図

【図３】本発明の距離測定原理の説明に供する図

【図４】同実施例の動作フローチャート

【図５】従来の装置の検知領域を示す図

【符号の説明】

１…フロントバンパ２…リアバンパ３…超音波センサ（検出手段）４…送受信回路５…車速センサ（移動距離検出手段）６…シフト位置検出スイッチ７…警報装置８…表示装置９…スイッチ１０…制御演算回路（距離演算手段）１１…タイマ（移動距離検出手段）１２…メモリ１５…障害物Ｐ…検知領域Ｑ…死角領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前端または後端の車両幅中心付近
位置に取り付けられ、車両の前方または後方の障害物を
検出する検出センサ（３）と、車両の移動距離を検出する移動距離検出手段（５、１
１）と、前記検出センサ（３）の相前後する測定距離データとそ
の間の車両移動距離データとを所定の計算式に代入して
車両の前端面または後端面に対する障害物の相対距離を
算出する距離演算手段（１０）と、を有することを特徴とする車両の障害物検知装置。