JPH0731246B2 - 車両用障害物検知装置 - Google Patents

車両用障害物検知装置

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JPH0731246B2
JPH0731246B2 JP61118633A JP11863386A JPH0731246B2 JP H0731246 B2 JPH0731246 B2 JP H0731246B2 JP 61118633 A JP61118633 A JP 61118633A JP 11863386 A JP11863386 A JP 11863386A JP H0731246 B2 JPH0731246 B2 JP H0731246B2
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昭次郎 川口
峰雄 岡本
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車両後部に複数の超音波送受波器を取付け、
車両の後方に障害物があることを検知するようにした車
両用障害物検知装置に関し、特に、送受波器相互の影響
をなくし正確な検知を図ろうとするものである。
(従来技術) 狭い駐車スペースなどで車を後退させて車庫に入れる場
合に、障害物に当たることなくスムーズかつ迅速に行な
うことができるように、超音波送受波器を使用して車両
後方の障害物を検出するようにした検知装置が各種提案
されている。ところが、超音波検知エリアは一般に検出
器のホーンの開口部から遠ざかる程広くなるため、第8
図(a)に示すように車両Cの後部に取付けた検知器S1
〜S3による検知エリアAは車両Cの車幅Wより相当大き
くなっており、車庫等の入口が狭い場合には入口の柱等
を障害物Oとして検知してしまい、駐車スペース内には
障害物がないにもかかわらず誤動作することがあった。
また、第8図(b)に示すように検知器S1〜S3を車両C
の中央部に寄せて取付けることも考えられるが、近距離
に死角Zが生ずる場合があった。
このような問題を解消するため、本出願人は、第8図
(a)に示される車両側部の送受波器を内側に向けて取
付け、かつ、コストダウンのため第8図(a)に示され
る送受波器のうち中央の送受波器を省き、中央の検知エ
リアを出すめ、送受波器S1,S2を、まず一方の送受波器S
1で送波と受波をし、ある周期遅れて他方の送受波器S2
で送波と受波を行ない、また同じ周期遅れて送受波器S1
で送波、送受波器S2で受波を行なって、次には元に戻る
という動作を行ない、これら各モードでの反射波受波が
障害物によるものであるかどうかをゲート回路で判定す
るようにした装置を先に提案した。
ところが、この装置では、送受波器S1と送受波器S2を内
側に向けたため、送受波器S1から送受波器S2へ直接達す
る受波成分が増し、この受波成分が、送受波器S1と送受
波器S2の距離をl、音速をVとすると、l/Vだけ送波よ
り遅れたところにあらわれ、距離lが長いほど遅れた位
置にくる。この結果、障害物による反射波か否かの判定
を行なうゲート回路において、近距離の障害物の検知が
可能なようにゲート開始時間を早くすると、誤動作を生
ずる可能性がある。この誤動作の発生をなくするため、
逆にゲート開始時間を遅くすると、こんどは近距離の障
害物の検知が困難となる傾向にある。
(発明の目的) 本発明は、超音波送受波器による検知エリアに死角がな
く、しかも該エリアを車両よりわずかに広い程度の矩形
のものとし、車両の後退、車庫入れ等を円滑かつ迅速に
行なうことができるようにし、かつ複数の送出受波相互
の影響をなくし、正確な障害物検知を可能とした車両用
障害物検知装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明は、各検知エリアが車両後方で車両中心側へ向か
うように車両の後方両側部に並設された超音波送受波器
による反射波の受波により車両後方の障害物を検出して
それを報知するようにした車両用障害物検知装置におい
て、各超音波送受波器が交互に超音波パルスの送波を行
い、送波した超音波送受波器自身で反射波を受波する第
1のモードと、一方の超音波送受波器で送波しその反射
波を他方の超音波送受波器で受波する第2のモードとを
交互に行わせる制御手段と、上記各モードにおける超音
波送受波器の送波に同期して検知距離範囲に相当する時
間幅のゲート信号を形成し、このゲート信号の形成期間
内に得られる受波信号を通過させて反射波とするゲート
回路とを備え、前記ゲート回路におけるゲート信号のゲ
ート開始時間を第1のモードに比して第2のモードの方
を遅くするとともに、この第2のモードのゲート信号の
ゲート開始時間を、上記一方の超音波送受波器の送波時
点から両超音波送受波器間を超音波が伝搬するに要する
時間が経過した後としたものである。
(実施例) 第1図、第2図(a)(b)において、車両Cの後部に
一対の超音波送受波器S1,S2を並設し、その両側端部に
位置する送受波器S1,S2のホーンの中心軸A1,A2を車両中
心側へ傾斜角度がθ゜傾斜させている。この取付けの高
さについては、特に上下方向の検知エリアAが路面を誤
検知しない範囲であればよい。一般に超音波送受波器
(超音波センサ)の検知エリアは、単品の場合、ホーン
開口部に近い方が狭くホーンから遠ざかるに従って検知
エリアが拡大する。ここでいう検知エリアとは、ホーン
の中心軸に対して直角の方向に規定の大きさの障害物を
置いた時に超音波送受波器がそれを障害物と判断して検
知表示する時の最大範囲をいう。
このようにして取付けた時の検知エリアAのうち車幅方
向のエリアは第2図(a)に示すごとく車幅よりわずか
に広い程度の矩形のエリアとしている。なお、図中、O
は車庫の入口等の障害物、Bは送受波器S1,S2が取付け
られる車両後部のバンパー、ECUは後述する電子制御回
路ユニット、Iはブザーまたはランプなどでなる報知
器、CNは送受波器S1,S2と電子制御回路ユニットECUとを
接続するコネクタである。
次に、前記電子制御回路ユニットECUの第1の実施例に
よる回路ブロックについて第3図により、また、その動
作のタイムチャートについて第4図により説明する。
電子制御回路ユニットECUは、発振回路1と、リレーの
切換制御によりモードの切換えを行なう切換制御回路2
と、後述するごとき判定機能を奏するためのゲート回路
3−1,3−2と、これらを制御する駆動制御回路4と、
発振回路1の出力がリレーXを介して入力され、送受波
器S1,S2を駆動する送波器駆動回路5−1,5−2と、送受
波器S1,S2による反射受波がリレーYを介して入力さ
れ、増幅、波形成形および検波が行なわれる受波回路6
と、リレーZで切換えられるゲート回路3−1,3−2と
受波回路6の論理積をとるAND回路7と、AND回路7の出
力を記憶する記憶回路8と、この記憶回路8の出力によ
り前記報知器Iを駆動する報知器駆動回路9などから構
成されている。また、送波側のリレーXのリレー接点
X1,X3が一方の送受波器S1側のラインに、リレー接点X2
が他方の送受波器S2側のラインに接続され、受波側のリ
レーYのリレー接点Y1が一方の送受波器S1側のライン
に、リレー接点Y2,Y3が他方の送受波器S2側のラインに
接続され、さらに、リレー接点Z1,Z2がゲート回路3−
1に、リレー接点Z3がゲート回路3−2に接続されてい
る。
上記構成の動作を第4図とともに以下に説明すると、 (1)まず、発振回路1から信号aが出力される。
(2)この信号aと同期して切換制御回路2からリレー
X,Yの接点を切換える信号が出力される。
(3)上記(2)の信号を得てリレーXのリレー接点が
X1→X2→X3→X1…とON、OFFし、同じくリレーYおよび
Zのリレー接点もY1→Y2→Y3→Y1…,Z1→Z2→Z3→Z1
と順次ON、OFFを繰返す。
(4)リレーXのリレー接点が閉じている間に発振回路
1からの信号がb1,b2として送波器駆動回路5−1,5−2
に取入れられる。
(5)上記(4)の信号は送波器駆動回路5−1,5−2
により増幅されて駆動信号に変換され送受波器S1,S2
おける超音波振動子を駆動し、超音波信号を送波する。
(6)一方、受波回路6側のリレー接点Y1,Y2,Y3もX1,X
2,X3と同じタイミングで動作しているので、送受波器
S1,S2は発射された超音波信号をそのまま入力信号とし
て受波し、この信号は受波回路6に入力され、ここで増
幅、波形成形、検波されて出力信号cを出力する。
(7)ゲート回路3−1は、反射波でない上記(6)の
入力信号を削除するとともに、反射波が一定距離以内の
ものかどうかを判定するための出力d−1を発するもの
で同一の送受波器で送波を行なう第1のモードのとき用
いられる。
(8)ゲート回路3−2は、反射波でない上記(6)の
入力信号を削除するとともに、反射波が一定距離以内の
ものかどうかを判定するための出力d−2を発するもの
で、一方の送受波器S1で送波、他方の送受波器S2で受波
している第2のモードのとき用いられる。
(9)障害物からの反射波が一定距離以内にあればAND
回路7から出力信号eを出し、記憶回路8によりその信
号fが保持されて報知器駆動回路9を介して報知器Iを
駆動する。
さらに、送受波の詳細を説明すると、 (1)電源スイッチ(図示せず)をON後、まずリレーX
の接点X1がONするので、第1発目は送受波器S1からの信
号が出力され、このときにはリレーYの接点Y1がONし
ているので、送波信号がそのまま送受波器S1に回り込
み、受波信号が得られる。このとき本発明では送受波
器S1,S2は傾斜していることから、いま第3図に示すよ
うに障害物Oが両者の中央でバンパー近くに位置する場
合を想定すると、送受波器S1からの送波による障害物反
射波は送受波器S1に戻らず、送受波器S1では受波されな
い。また、リレーYの接点Y2およびY3はOFFしているた
め送受波器S2では障害物反射波は受波されない。
(2)次にリレーXの接点X2がONするので、第2発目の
送波は送受波器S2から信号が出力され、このときリレ
ーYのリレー接点Y2がONしているので送波信号がその
まま送受波器S2に回り込み、受波信号が得られる。こ
のときも上記と同様に障害物反射波は送受波器S1および
S2では受波されない。
(3)続いて、リレーXの接点X3がONするので、第3発
目の送波は送受波器S1から信号が出力され、このとき
リレーYの接点Y3がONしているので、送波信号が、電
気的に送受波器S2に回り込み、受波信号が得られる。
しかも、このとき、第3図に示すように、送受波器S1
らの送波による障害物反射波は送受波器S2の方へ進み、
送受波器S2で直接波成分の信号′として受波される。
また、送受波器S1から出た超音波のうち障害物により反
射するのではなく直接、送受波器S2に達する成分がある
ため、受波信号″が現われる。
ここで、送受波器S1,S2自身で送受を行なう第1のモー
ドのときは直接の回り込みだけであるので、このときリ
レーZのリレー接点Z1,Z2により接続されるゲート回路
3−1のゲート開始時間T1は回り込み終了以後の時間に
セットされている。他方、送受波器S1で送波、送受波器
S2で受波をする第2のモードのときは、リレーZのリレ
ー接点Z3により接続されるゲート回路3−2のゲート開
始時間T2は上記の直接達する受波成分が終了する時間に
セットされている。したがって送受波器S1とS2との距離
をl、音速をVとすると、上記直接波成分は回り込み分
よりも遅く達することから、ゲート開始時間T2をT1より
も遅くして、T2>T1≧l/Vとしている。
これによって障害物Oがあるときは、ゲート回路3−2
およびAND回路7により回り込みによる受波と、送受波
器S1から送受波器S2へ直接達する成分とは区別される。
また、各ゲート3−1,3−2のゲート終了時間T3を、送
受波器からの一定距離をl0(第2図)としたとき、T3
2l0/Vとすることにより、一定距離l0からの反射波であ
れば報知器Iの駆動出力となり、ブザーあるいはランプ
などによる報知により障害物の存在を知らせることがで
きる。
本発明では以上の動作、すなわち、 1)送受波器S1で送波し送受波器S1で受波する〔S2は送
波、受波ともしない〕、 2)送受波器S2で送波し送受波器S2で受波する〔S1は送
波、受波ともしない〕、 3)送受波器S1で送波し送受波器S2で受波する〔S1は受
波せず、S2は送波しない〕、 を1サイクルとして繰返すことにより、障害物の有無が
検出されるようにしているが、このようにした理由を次
に説明する。
本発明のごとく車両の両側部へ一対の送受波器を、その
軸が車両の中心へ傾斜して取付けた場合であって、い
ま、送受波器の取付間隔の中央部後方に、車両左右方向
と平行に、平板状の障害物が置かれた場合を想定する。
このとき、従来のスキャン方式、すなわち一方の送受波
器で送波し、同一の送受波器で受波し、次に他方の送受
波器で送波しその送受波器で受波することの単なる繰り
返しを行なう方式の場合には、送波した超音波信号が、
平板で反射され丁度、光の入射角と反射角の関係と同様
に送波した送受波器とは反対の方向へ逃げてしまって、
反射波が送波した送受波器に返って来る成分が少なくな
り、障害物があるにもかかわらず、障害物と見なさない
誤動作を生じることがある。
これに対し本発明では、前記1),2)の送波受波のステ
ップで左右検知エリアの両端付近の障害物をフォロー
し、次いで、3)の送波受波のステップで左右検知エリ
アの中央部の障害物の検知をフォローするようにしたこ
とにより、一方の送受波器S1の送波信号は、たとえ平板
が車両中央後方にあって、この送受波器S1と反対方向に
反射されたとしても、その反射成分が他方の送受波器S2
によって受波される。したがって、上記のごとき誤動作
が生じることはなくなる。
さらに、ゲート回路を送受波器の送受の切換えモードに
応じて切換えるようにしているので、近距離を検知でき
るとともに、送受波器相互の影響をなくして誤動作の発
生を防止することができる。
上記第1の実施例では、検知距離l0が比較的長い場合に
ついて説明したが、第2の実施例として、これが比較的
短い場合について、第5図により説明する。
検知距離l0′が短い場合には、第5図に示すように、送
受波器S1、S2の検知エリアA,Aとその最外側を結ぶ線で
囲まれた斜線部に示す部分が比較的、車両から近い距離
にあるにもかかわらず、ここに障害があっても、それを
検知できない事態が予想される。そこで本実施例では、
この不検知領域をなくするものである。電子制御回路ユ
ニットECUについては第3図を用い、タイムチャートは
第6図を用いて説明すると、送波、受波、リレーの切換
動作は第1の実施例と同様であり、ゲート回路の動作の
みが相違する。
ゲート回路3−1,3−2のゲート開始時間T1,T2は第1の
実施例と同じで、各ゲート終了時間T3′,T4について
は、いま、送受波器S1とS2の中央線A3と、送受波器S1,S
2の検知エリアA,Aの最外側を結ぶ線との交点をDとし、
送受波器S1,S2とDとの距離をl1としたとき、 T3′=2l0′/V T4=2l1/V に設定する。すなわち、第2のモードのゲート終了時間
T4を第1のモードのゲート終了時間T3′よりも遅くして
いる。このように設定することにより、送受波器S1,S2
の検知エリアよりも少し外にあり、斜線部の中にある障
害物からの反射波は、T3′とT4の間に戻ってくることか
ら、AND回路7の出力eを得ることができ、以後の動作
は第1の実施例と同じである。
なお、上記のごとくT4を設定すると、正確には斜線部全
てが検知エリアとなるのではなく、第7図に示すごとく
送受波器S1,S2を焦点とし、Dを通る楕円Eの内側が検
知エリアとなる。また、T4≧2l1/Vとすることにより、
上記不検知エリアをより小さくすることもできる。
また、上記各実施例では、ゲート開始時間の異なるゲー
ト回路を2個用いたものを示したが、1個のゲート回路
により、ゲート開始時間を第1のモードと第2のモード
とで変えたものであってもよい。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、各検知エリアが車両後方
で車両中心側へ向かうように車両の後方両側部に超音波
送受波器を並設し、更に、各超音波送受波器が交互に超
音波パルスの送波を行い、送波した超音波送受波器自身
で反射波を受波する第1のモードと、一方の超音波送受
波器で送波しその反射波を他方の超音波送受波器で受波
する第2のモードとを交互に行わせる制御手段と、上記
各モードにおける超音波送受波器の送波に同期して検知
距離範囲に相当する時間幅のゲート信号を形成し、この
ゲート信号の形成期間内に得られる受波信号を通過させ
て反射波とするゲート回路とを備え、前記ゲート回路に
おけるゲート信号のゲート開始時間を第1のモードに比
して第2のモードの方を遅くするとともに、この第2の
モードのゲート信号のゲート開始時間を、上記一方の超
音波送受波器の送波時点から両超音波送受波器を超音波
が伝搬するに要する時間が経過した後としたので、検知
エリアに死角が生じず、かつ、該エリアを車両の後退等
を容易かつ迅速に行うに適したのもとした上に、近距離
の検知エリアを変えることなく送受波器の直接到達する
成分の影響をなくすことができ、したがって、複数の送
受波器相互の影響による障害物の誤検知が防止でき、正
確な障害物検知が可能となるものである。
【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知装置の送受波器
の配置図、第2図(a)(b)は同装置の検知エリア説
明図、第3図は本発明の第1実施例による回路ブロック
図、第4図は第1実施例の作用を説明するためのタイム
チャート図、第5図は本発明の第2実施例による概念構
成図、第6図は第2実施例の作用を説明するためのタイ
ムチャート図、第7図は第2実施例での検知エリアの説
明図、第8図(a)(b)は従来装置の概念構成図であ
る。 S1,S2……送受波器、I……報知器、X,Y,Z……リレー、
1……発信回路、2……切換制御回路、3−1,3−2…
…ゲート回路、4……駆動制御回路、6……受波回路、
7……AND回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各検知エリアが車両後方で車両中心側へ向
    かうように車両の後方両側部に並設された超音波送受波
    器による反射波の受波により車両後方の障害物を検出し
    てそれを報知するようにした車両用障害物検知装置にお
    いて、各超音波送受波器が交互に超音波パルスの送波を
    行い、送波した超音波送受波器自身で反射波を受波する
    第1のモードと、一方の超音波送受波器で送波しその反
    射波を他方の超音波送受波器で受波する第2のモードと
    を交互に行わせる制御手段と、上記各モードにおける超
    音波送受波器の送波に同期して検知距離範囲に相当する
    時間幅のゲート信号を形成し、このゲート信号の形成期
    間内に得られる受波信号を通過させて反射波とするゲー
    ト回路とを備え、前記ゲート回路におけるゲート信号の
    ゲート開始時間を第1のモードに比して第2のモードの
    方を遅くするとともに、この第2のモードのゲート信号
    のゲート開始時間を、上記一方の超音波送受波器の送波
    時点から両超音波送受波器間を超音波が伝搬するに要す
    る時間が経過した後としたことを特徴とする車両用障害
    物検知装置。
  2. 【請求項2】第2のモードのゲートの終了時間を第1の
    モードのゲート終了時間に比して遅くしたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の車両用障害物検知装
    置。
  3. 【請求項3】互いにゲート開始時間の異なる2つのゲー
    ト回路を設け、第1のモードに対応してゲート開示時間
    の早い方を動作させ、第2のモードに対応してゲート開
    示時間の遅い方を動作させるようにしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の車両用障害物検知装置。
JP61118633A 1986-05-22 1986-05-22 車両用障害物検知装置 Expired - Lifetime JPH0731246B2 (ja)

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