JPH0792265A - Obstacle detection apparatus - Google Patents

Obstacle detection apparatus

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Publication number
JPH0792265A
JPH0792265A JP5257817A JP25781793A JPH0792265A JP H0792265 A JPH0792265 A JP H0792265A JP 5257817 A JP5257817 A JP 5257817A JP 25781793 A JP25781793 A JP 25781793A JP H0792265 A JPH0792265 A JP H0792265A
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JP
Japan
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obstacle
wave
ultrasonic
vehicle
distance
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Pending
Application number
JP5257817A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikao Nakajima
実香夫 中島
Norio Isshiki
功雄 一色
Toshihiro Toda
敏宏 戸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0792265A publication Critical patent/JPH0792265A/en
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To precisely detect a distance and a direction up to an obstacle existing around a car by a method wherein at least one ultrasonic-wave transmitter and a plurality of ultrasonic-wave receivers are installed on the four sides, the front, rear, right and left sides of the car. CONSTITUTION:Ultrasonic waves at different frequencies are sent from four sides of a car (an own vehicle) 3 from sonar sensors 5, 8, 11, 14, ultrasonic waves reflected by an obstacle (other vehicles or the like) are received by remaining sonar sensors 4, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 15, and the transmission time and the reception time of the ultrasonic waves are sent to a microcomputer 18. The microcomputer 18 computes the direction and the distance of the obstacle existing around the own vehicle 3 on the basis of the wave-transmission time and the wave-reception time of the ultrasonic waves. When the obstacle is recognized inside a three-dimensional space, the sensors 5, 8, 11, 14 are changed over for wave-reception after the ultrasonic waves have been transmitted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自動車の周囲に存在
する障害物に対し、 障害物の車体からの距離 障害物の車体に対する方位 を求める障害物検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an obstacle detecting device for determining the distance of an obstacle existing around an automobile from the vehicle body of the obstacle and the direction of the obstacle with respect to the vehicle body.

【0002】[0002]

【従来の技術】走行中の自動車に対して障害物が前方に
存在する場合、これは運転者が目視確認し適当な措置を
取ることができる。障害物というのは他の自動車や、ガ
ードレール、遮音壁、防護壁、街路樹、家屋、土塀、立
て看板など多様である。運転者がいればこのようなこと
は簡単にできる。無人で自動車を走行させようとする
と、障害物を避けて走行するように障害物の検出装置が
必要である。また先行する自動車の後を追尾して自動車
が無人で走行するようにしたいと言う場合は、やはり先
行自動車の相対位置を正確に検出しなければならない。
この場合の先行自動車も障害物と言う概念にここでは含
める。この発明は無人走行自動車の障害物検出に有用な
だけでなく、有人走行の場合でも運転者の視覚を補うた
めに用いることができる。
2. Description of the Related Art If there is an obstacle ahead of a moving vehicle, it can be visually confirmed by the driver and appropriate measures can be taken. There are various obstacles such as other cars, guardrails, sound insulation walls, protection walls, street trees, houses, earthen walls, and standing signs. This can easily be done with the driver. When an unmanned vehicle is to be driven, an obstacle detection device is required so that the vehicle can avoid the obstacles when traveling. Further, when it is desired to follow the vehicle ahead of the vehicle and allow the vehicle to travel unmanned, the relative position of the vehicle ahead must be accurately detected.
The preceding vehicle in this case is also included in the concept of an obstacle here. The present invention is not only useful for detecting obstacles in unmanned vehicles, but it can also be used to supplement the driver's vision even when manned.

【0003】本発明者は超音波により障害物を検出でき
る筈であると考えた。例えば超音波受信機を車体のフロ
ントバンパーに取り付ける。超音波受信機からある時点
に超音波を送波する。この時もし車両前方に障害物があ
れば、送波された超音波が障害物に反射されて超音波受
信機に戻ってくる。これを超音波受信機が受波する。超
音波を送波した時刻と、戻り波を受波した時刻からそれ
らの時間差を求める。時間差に超音波の速度を掛けたも
のを2で割ると、超音波受信機から障害物までの距離が
求められる。このような単純な方法で、車体から障害物
までの距離を求めることができるはずである。
The present inventor considered that an obstacle could be detected by ultrasonic waves. For example, the ultrasonic receiver is attached to the front bumper of the vehicle body. An ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic receiver at a certain time. At this time, if there is an obstacle in front of the vehicle, the transmitted ultrasonic wave is reflected by the obstacle and returns to the ultrasonic receiver. This is received by the ultrasonic receiver. The time difference between them is calculated from the time when the ultrasonic wave is transmitted and the time when the return wave is received. When the time difference multiplied by the ultrasonic velocity is divided by 2, the distance from the ultrasonic receiver to the obstacle is obtained. With such a simple method, it should be possible to obtain the distance from the vehicle body to the obstacle.

【0004】超音波を用いて自動車の周囲の自動車を検
出するようにしたものは既に実開平2−73299号に
より提案されている。複数の自動車が自動追尾できるよ
うにするのが目的である。これは車体の周囲に8個の超
音波発振器と幾つかの超音波受信機を取り付けた自動車
A、B、C、D、E……を複数台自動走行させるもので
ある。
A device in which an ultrasonic wave is used to detect an automobile around the automobile has already been proposed by Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-73299. The purpose is to enable multiple cars to track automatically. This is for automatically driving a plurality of automobiles A, B, C, D, E ... Equipped with eight ultrasonic oscillators and several ultrasonic receivers around the vehicle body.

【0005】図8に1台分の自動車の概略の構造を示
す。これは8つのソナーセンサ201を自動車の前、
左、右、後に設けている。発信受信回路202、マイク
ロコンピュータ203、PWM回路205などを持って
いる。これがDCモータ204を制御する。DCモータ
204はタイヤ206を適当な回転数で回転させる。こ
の方式は、時分割して、ある時間は自動車Aが超音波を
出し他の自動車が受信する。送信の時刻は予め分かって
いるし、受信の時刻はその自動車には分かる。これによ
り自動車Aと他の自動車の間隔が他の自動車に分かる。
FIG. 8 shows a schematic structure of one automobile. This has eight sonar sensors 201 in front of the car,
It is provided on the left, right, and rear. It has a transmission / reception circuit 202, a microcomputer 203, a PWM circuit 205, and the like. This controls the DC motor 204. The DC motor 204 rotates the tire 206 at an appropriate rotation speed. In this system, the car A emits ultrasonic waves for a certain period of time and the other car receives the ultrasonic waves. The time of transmission is known in advance, and the time of reception is known to the car. Thereby, the distance between the car A and the other car is known to the other car.

【0006】次の時間は自動車Bは超音波を出し他の自
動車がこれを受信する。これにより自動車Bと他の自動
車の距離が他の自動車に分かる。こうしてN台の自動車
があれば、N(N−1)回の測定を周期的に繰り返す。
それぞれの単独の自動車のデータは(N−1)個である
からこれにより相対的な位置距離を決定できない。そこ
で中央装置があってこれらのN(N−1)のデータを集
めて計算を行う。そうすると全ての自動車の平面的な相
対位置が計算できるという訳である。
In the next time, car B emits ultrasonic waves and another car receives the ultrasonic waves. As a result, the distance between car B and the other car is known to the other car. In this way, if there are N vehicles, N (N-1) times of measurement are periodically repeated.
Since the data of each individual vehicle is (N-1), the relative position distance cannot be determined. Therefore, there is a central unit that collects these N (N-1) data and performs calculations. Then, the relative plane positions of all cars can be calculated.

【0007】この方法は反射波ではなく直接に送られた
超音波を受信する。減衰が小さく、受信信号強度が大き
く、誤受信が少ない。送信の時間を分割するので混信し
ない。また独立なデータがN(N−1)もあるので、自
動車相互の相対位置を精度高く計算できるという利点が
ある。これはもちろん各自動車に搭載している時計が厳
密に正確であることを前提にしている。
This method receives directly transmitted ultrasonic waves rather than reflected waves. Attenuation is small, received signal strength is large, and false reception is small. Since the transmission time is divided, there is no interference. Further, since there are N (N-1) independent data, there is an advantage that the relative positions of the automobiles can be calculated with high accuracy. This, of course, assumes that the clocks on each car are strictly accurate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述の自動車の相互の
方向距離を求める方法は極めて複雑な計算を瞬時におこ
なう必要がある。また対象となるのが他の自動車であ
る。これらの自動車が同じように超音波送受信装置を備
えなければならない。道路の壁や、石などの一般の障害
物を検出できない。
The above-described method for finding the mutual directional distances of automobiles requires instantaneously complicated calculations. In addition, the target is other automobiles. These vehicles must also be equipped with ultrasonic transceivers. Cannot detect road walls or general obstacles such as stones.

【0009】また、3台以上の自動車を使い中央装置の
存在を前提に各自動車のデータを無線により中央装置に
集めて計算をすることが必須になる。複数の自動車が自
動追尾できるようにするのが目的であるのでそのように
なるのである。しかし単独の自動車が障害物を検出して
適正に自動運転できるようにする場合にはこのような方
法が使用できない。ふたつの自動車でもやはり不可能で
ある。距離が一つ求まっただけで方向が分からない。
Further, it is indispensable to use three or more cars and collect the data of each car to the central unit by radio, assuming the existence of the central unit. This is because the purpose is to enable multiple cars to track automatically. However, such a method cannot be used in the case where a single vehicle detects obstacles and enables proper automatic driving. Even with two cars, it is impossible. I don't know the direction because I know only one distance.

【0010】本発明が目的とするのは、単独の自動車が
障害物の相対位置を検出できることである。相対位置と
いうのは、自動車から障害物までの距離と方向である。
It is an object of the invention that a single vehicle can detect the relative position of obstacles. Relative position is the distance and direction from a car to an obstacle.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の障害物検出装置
は、自動車の周囲に存在する障害物を超音波によって検
出する装置であって、障害物を検出すべき方向の各辺
に、少なくともひとつの超音波の送波器とふたつ以上の
受波器を設置し、各辺の送波器は異なる周波数の超音波
を同時刻にまたは異なる時刻に、パルス状に発生し、あ
る辺の送波器から出た超音波がその方向にある障害物に
当たり反射して同じ辺の受波器によって検出されること
とし、受波器で超音波を受信した時刻と、送波器で超音
波を発信した時刻の相違から、送波器と障害物と受波器
を結ぶ経路の長さを求め、受波器が各辺に2以上存在す
ることから、障害物までの距離と、障害物のある方位と
を計算するようにした事を特徴とする。
An obstacle detecting apparatus of the present invention is an apparatus for detecting an obstacle existing around a vehicle by ultrasonic waves, and at least on each side of a direction in which the obstacle should be detected. One ultrasonic wave transmitter and two or more wave receivers are installed, and the ultrasonic wave transmitters on each side generate ultrasonic waves of different frequencies at the same time or at different times in a pulse shape, and the ultrasonic waves on one side are transmitted. The ultrasonic waves emitted from the wave detector hit the obstacle in that direction and are reflected and detected by the wave receiver on the same side.The time when the ultrasonic wave is received by the wave receiver and the ultrasonic wave by the wave transmitter are detected. The length of the path connecting the transmitter, the obstacle, and the receiver is calculated from the difference in the time of transmission. Since there are two or more receivers on each side, the distance to the obstacle and the obstacle It is characterized by calculating a certain direction.

【0012】[0012]

【作用】本発明の装置は、自動車の前、後、左、右の各
辺に、少なくともひとつの超音波の送波器と2以上の受
波器を設ける。もちろん必要な辺だけに設けるのであっ
て、前だけ必要なら、前方だけに設ければ良い。前と後
に必要なら前と後だけに設ければ良い。後に説明するの
は4辺に設けたものである。不要な辺についてはセンサ
の設置を省くことができる。
In the apparatus of the present invention, at least one ultrasonic wave transmitter and two or more wave receivers are provided on the front, rear, left and right sides of the vehicle. Of course, it is provided only on the necessary side, and if it is necessary only on the front side, it may be provided only on the front side. If necessary before and after, it should be provided only before and after. What will be described later is provided on four sides. Sensors can be omitted from unnecessary sides.

【0013】ひとつの組について説明する。これは一つ
以上の超音波送波器がある。一つの場合を述べる。二次
元的に障害物を検出する場合は、ふたつの受波器があれ
ば良い。送波器で超音波をパルス的に発生する時刻が決
まっている。超音波がその方向にある障害物に衝突しこ
れにより反射される。反射波の一部がふたつの受波器に
戻る。受波器が超音波を受信した時刻が分かる。する
と、送波器と障害物の距離、障害物とふたつの受波器の
距離の和が、超音波の音速と送信受信の遅れ時間の積に
等しくなる。受波器がふたつあるので方程式が2つ出来
る。ために障害物の正確な位置が計算できる。もしも受
波器が一つであると、方程式が一つしかできないので、
障害物までの距離と方位の両方を求めることが出来な
い。
One set will be described. It has one or more ultrasonic transmitters. One case will be described. When detecting an obstacle two-dimensionally, two wave receivers are enough. The time at which ultrasonic waves are generated in pulses by the transmitter is fixed. The ultrasonic waves strike an obstacle in that direction and are reflected thereby. Part of the reflected wave returns to the two receivers. The time when the ultrasonic wave is received by the receiver is known. Then, the sum of the distance between the transmitter and the obstacle and the distance between the obstacle and the two receivers becomes equal to the product of the sound velocity of the ultrasonic wave and the delay time of transmission and reception. Since there are two receivers, two equations can be made. Therefore, the exact position of the obstacle can be calculated. If you have one receiver, you can only have one equation,
It is not possible to find both the distance and the bearing to the obstacle.

【0014】本発明はふたつ以上の受波器を用いるか
ら、障害物の距離、方位を正確に検出できるのである。
4つの辺に送波器、受波器の組を設ける場合は、送波器
の信号を区別するために周波数を変える。周波数が違え
ば受信パルスの区別を受波器側で行なうことが出来る。
各辺の送波器は同一時刻にパルスを出してもよいし、異
なる時刻にパルスを出しても良い。パルスの出所は周波
数によって区別できるので、異なる時刻に発信しても良
いのである。
Since the present invention uses two or more wave receivers, the distance and azimuth of an obstacle can be accurately detected.
When a set of a wave transmitter and a wave receiver is provided on four sides, the frequency is changed to distinguish the signals of the wave transmitter. If the frequencies are different, the received pulses can be distinguished on the receiver side.
The wave transmitters on the respective sides may emit pulses at the same time or may emit pulses at different times. Since the source of the pulse can be distinguished by frequency, it may be transmitted at different times.

【0015】同じ辺に受波器が3以上ある場合は、障害
物の座標を三次元的に求めることができる。時刻と距離
に関する方程式が3個できるからである。3個ある場合
でも、二次元的な障害物位置決定に用いることができ
る。この場合は冗長性のある式になるから、精度を上げ
ることができる。三次元的に障害物の位置を決める場合
は、受波器が3つ必要であるが、この内の一つを送波器
が兼ねることもできる。送波にも受波にも使えるセンサ
を用いて、送波の後に受波機能に切り替えて受波器とし
て用いる。こうすると、専用の受波器が2個と、送波受
波器が一つで障害物の位置を三次元的に決定することが
できる。
When there are three or more wave receivers on the same side, the coordinates of the obstacle can be obtained three-dimensionally. This is because there are three equations related to time and distance. Even if there are three, they can be used for two-dimensional obstacle position determination. In this case, since the expression has redundancy, the accuracy can be improved. When deciding the position of the obstacle three-dimensionally, three wave receivers are required, but one of them may be used by the wave transmitter. A sensor that can be used for both transmission and reception is used, and after transmission, the function is switched to the reception function and used as a receiver. By doing so, the position of the obstacle can be three-dimensionally determined by using two dedicated wave receivers and one wave transmitter / receiver.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の実施例に係る障害物検出装置
を備えた自動車の概略構成図である。この自動車は電気
自動車である。バッテリー1を電源とするDCモータ2
で駆動される。この自動車3の周囲には超音波を送受信
する超音波振動子(ソナーセンサともいう)4、5、
…、15が取り付けられる。これらソナーセンサは死角
を無くすために、自動車の前後左右にそれぞれ3個ずつ
取り付けられている。各方面の3個のソナーセンサのう
ち中央の分が超音波を送信でき、両側のふたつは受信専
用である。中央のソナーセンサ5、8、11、14は受
信にも使える。ソナーセンサのうち超音波を送信するも
のを送波器、受信するものを受波器とも呼ぶ。発信受信
回路17は各送波器に所定の周波数のパルス超音波を与
え、各受波器からの受信信号を受け取る。
1 is a schematic configuration diagram of an automobile equipped with an obstacle detection device according to an embodiment of the present invention. This car is an electric car. DC motor 2 powered by battery 1
Driven by. Ultrasonic transducers (also called sonar sensors) 4, 5 for transmitting and receiving ultrasonic waves are provided around the automobile 3.
..., 15 is attached. In order to eliminate blind spots, these sonar sensors are attached to the front, rear, left and right of the vehicle, respectively. Of the three sonar sensors on each side, the central part can transmit ultrasonic waves, and the two on both sides are for reception only. The central sonar sensors 5, 8, 11, 14 can also be used for reception. Among sonar sensors, one that transmits ultrasonic waves is also called a wave transmitter, and one that receives ultrasonic waves is also called a wave receiver. The transmission / reception circuit 17 gives a pulse ultrasonic wave of a predetermined frequency to each wave transmitter and receives a reception signal from each wave receiver.

【0017】各ソナーセンサからの信号を処理するため
に超音波送受波器16が設けられる。超音波送受波器1
6は以下のような機能を持つ。
An ultrasonic transducer 16 is provided to process the signals from each sonar sensor. Ultrasonic transducer 1
6 has the following functions.

【0018】(1)各ソナーセンサ4〜15に対する発
信受信回路17からの出力を、マイクロコンピュータ1
8からの指令によって、アナログスイッチに切り替える
ことにより制御する。 (2)超音波を送波後に、その反射波を受波した時、受
波時刻と送波時刻の差を求める。時間差から周囲に存在
する障害物の自動車3からの距離と方位をマイクロコン
ピュータ18によって演算する。
(1) The output from the transmission / reception circuit 17 to each of the sonar sensors 4 to 15 is converted to the microcomputer 1
Control is performed by switching to an analog switch according to a command from 8. (2) When the reflected wave is received after transmitting the ultrasonic wave, the difference between the reception time and the transmission time is obtained. From the time difference, the microcomputer 18 calculates the distance and azimuth of obstacles existing around the vehicle 3.

【0019】(3)マイクロコンピュータ18の演算結
果に対応した出力を表示板21に表示する。また同時に
音声発生装置24から音声により運転手に報せる。 (4)マイクロコンピュータ18の演算結果と運転者が
手動で設定するモード設定装置25のモードとから自動
車の走行に関する制御信号を求める。ここで求められた
制御出力を音声発生装置24によって運転手に報せる。
これと共にタイヤ20の回転等を自動車3の前進、後
退、左折、右折等に合わせてデユーテイ比制御する。
(3) The output corresponding to the calculation result of the microcomputer 18 is displayed on the display plate 21. At the same time, the driver can be notified by voice from the voice generator 24. (4) A control signal relating to running of the vehicle is obtained from the calculation result of the microcomputer 18 and the mode of the mode setting device 25 manually set by the driver. The control output obtained here is reported to the driver by the voice generator 24.
At the same time, the duty ratio control is performed in accordance with the rotation and the like of the tire 20 according to the forward movement, backward movement, left turn, right turn, etc. of the automobile 3.

【0020】本発明は、基本的に、障害物を2次元平面
内で認識する場合を考えている。以下の説明では、特に
断らない限り、2次元平面内での認識を対象にしてい
る。もちろん三次元認識についても本発明は有効である
のでこれについても述べる。
The present invention basically considers the case of recognizing an obstacle in a two-dimensional plane. In the following description, recognition in a two-dimensional plane is targeted unless otherwise specified. Of course, the present invention is also effective for three-dimensional recognition, so this will also be described.

【0021】ソナーセンサ5、8、11、14はここで
は超音波の送波用に使用される。これらはそれぞれ異な
る方向に超音波を送波する。ソナーセンサ5は前方に、
ソナーセンサ8は左へ、ソナーセンサ11は後方へ、ソ
ナーセンサ14は右へ超音波を送り出す。発信受信回路
17の送波タイミングの制御によって、ソナーセンサ
5、8、11、14から同時刻にそれぞれ異なった周波
数の超音波を送波する。残りのソナーセンサ4、6、
7、9、10、12、13、15は、超音波の受波用に
使用される。
The sonar sensors 5, 8, 11, 14 are used here for transmitting ultrasonic waves. These transmit ultrasonic waves in different directions. Sonar sensor 5 forward,
The sonar sensor 8 sends ultrasonic waves to the left, the sonar sensor 11 sends backward ultrasonic waves, and the sonar sensor 14 sends ultrasonic waves right. By controlling the transmission timing of the transmission / reception circuit 17, ultrasonic waves of different frequencies are transmitted from the sonar sensors 5, 8, 11, and 14 at the same time. The remaining sonar sensors 4, 6,
7, 9, 10, 12, 13, and 15 are used for receiving ultrasonic waves.

【0022】ソナーセンサ4〜15により、超音波の送
波時刻と受波時刻が分かりこの信号が、マイクロコンピ
ュータ18に送られる。マイクロコンピュータ18は、
超音波の送波時刻と、各超音波受波器の受波時刻から、
自車周囲に存する障害物の存在位置、距離などの計算を
行なう。
The sonar sensors 4 to 15 know the ultrasonic wave transmission time and ultrasonic wave reception time, and the signals are sent to the microcomputer 18. The microcomputer 18
From the transmission time of ultrasonic waves and the reception time of each ultrasonic receiver,
Calculates the location and distance of obstacles around the vehicle.

【0023】三次元空間内で障害物を認識する場合は、
ソナーセンサ5、8、11、14は、超音波の送波後は
マイクロコンピュータ18からの指令により受波用に切
り替えられる。つまり三次元認識の場合は、一部のソナ
ーセンサが送波し、全部のソナーセンサが受波するよう
になっている。
When recognizing an obstacle in a three-dimensional space,
The sonar sensors 5, 8, 11, and 14 are switched to receive waves by a command from the microcomputer 18 after transmitting ultrasonic waves. That is, in the case of three-dimensional recognition, some sonar sensors transmit waves and all sonar sensors receive waves.

【0024】次にこの実施例の作用を説明する。図3
は、各ソナーセンサの送信波形と受信波形を示す。図3
のように、自車の前方と後方に障害物として車両22、
23が存在する場合を説明する。ただし座標軸は自車3
の任意の一点からX、Yの2軸が車両水平面内で直行す
るように設けられている。前方の車両22の座標を(X
22,Y22)とし、後方の車両23の座標を(X23
23)とする。各ソナーセンサi(4≦i≦15)の位
置は、座標(Xi ,Yi )で表す。前方の車両22と、
前の各ソナーセンサi(4≦i≦6)との距離をDi
表す。後方の車両23と、後のソナーセンサi(10≦
i≦12)との距離をDi で表わす。
Next, the operation of this embodiment will be described. Figure 3
Shows the transmission waveform and the reception waveform of each sonar sensor. Figure 3
Vehicle 22 as an obstacle in front of and behind the vehicle,
The case where 23 exists will be described. However, the coordinate axis is own vehicle 3
The two axes X and Y are provided so as to be orthogonal to each other in the horizontal plane of the vehicle from any one point. Set the coordinates of the vehicle 22 in front of (X
22 , Y 22 ), and the coordinates of the rear vehicle 23 are (X 23 ,
Y 23 ). The position of each sonar sensor i (4 ≦ i ≦ 15) is represented by coordinates (X i , Y i ). The vehicle 22 ahead,
The distance from each previous sonar sensor i (4 ≦ i ≦ 6) is represented by D i . The rear vehicle 23 and the rear sonar sensor i (10 ≦
The distance to i ≦ 12) is represented by D i .

【0025】超音波送波器5は40kHzの超音波を、
超音波送波器8は45kHzの超音波を、超音波送波器
11は50kHzの超音波を、超音波送波器14は55
kHzの超音波を、それぞれ同時刻T0 に、200μs
の間送波とする。そして送信開始時刻から100ms毎
に、同じようにタイミングを合わせて200μsの間超
音波を繰り返し送波する。つまり超音波送波器はすべ
て、100msの繰り返しで、200μsのパルスを同
時に発生するようにしている。各超音波送波器が異なる
周波数のパルスを送るのは障害物に当たって反射した時
にこれを区別することができるためである。全ての送波
器5、8、11、14はタイミングを合わせて同時刻に
パルスを発信しているが、同時刻でなくても差し支えな
い。異なる時刻であっても、超音波の周波数により送波
器を区別できるので、送波受波の時間の差を計算するこ
とが可能だからである。
The ultrasonic transmitter 5 transmits ultrasonic waves of 40 kHz,
The ultrasonic wave transmitter 8 transmits an ultrasonic wave of 45 kHz, the ultrasonic wave transmitter 11 transmits an ultrasonic wave of 50 kHz, and the ultrasonic wave transmitter 14 transmits an ultrasonic wave of 55 kHz.
ultrasonic waves of 200 kHz for 200 μs at the same time T 0
It will be transmitted during the period. Then, every 100 ms from the transmission start time, ultrasonic waves are repeatedly transmitted for 200 μs at the same timing. That is, all the ultrasonic wave transmitters are designed to generate pulses of 200 μs at the same time with repetition of 100 ms. The reason why each ultrasonic transmitter sends a pulse of a different frequency is that when it hits an obstacle and is reflected, it can be distinguished. All of the wave transmitters 5, 8, 11, and 14 emit pulses at the same time in synchronism with each other, but they may not be at the same time. This is because, even at different times, the transmitters can be distinguished by the frequency of the ultrasonic waves, so that it is possible to calculate the time difference between the transmitted and received waves.

【0026】超音波が車両22、23に当たるので、そ
れが反射される。前方車両へはソナーセンサ5から超音
波が送られこれが反射される。前方車両22からの反射
波を超音波受波器4が時刻T1 に受波する。続いて超音
波受波器6が、時刻T2 に同じ反射波を受波する。
As the ultrasonic waves hit the vehicles 22, 23, they are reflected. Ultrasonic waves are sent from the sonar sensor 5 to the vehicle ahead and reflected. The ultrasonic wave receiver 4 receives the reflected wave from the front vehicle 22 at time T 1 . Subsequently, the ultrasonic wave receiver 6 receives the same reflected wave at time T 2 .

【0027】ソナーセンサ11からの超音波が後方車両
に当たり、ここで反射される。後方車両23からの反射
波は超音波受波器10が時刻T4 に受波する。次に超音
波受波器12が時刻T5 に、同じ後方車両23からの反
射波を受波する。マイクロコンピュータ18は、自車の
超音波送波時刻T0 と、各超音波受波器4、6、10、
11での受波時刻T1 、T2 、T4 、T5 から、前方車
両22と後方車両23の自車に対する方位と、自車から
の距離を求める。超音波の音速をVとする。前方車両に
関しては、次の方程式が成り立つ。
The ultrasonic waves from the sonar sensor 11 hit the rear vehicle and are reflected there. The reflected wave from the rear vehicle 23 is received by the ultrasonic wave receiver 10 at time T 4 . Next, the ultrasonic wave receiver 12 receives the reflected wave from the same rear vehicle 23 at time T 5 . The microcomputer 18 determines the ultrasonic wave transmission time T 0 of the vehicle and the ultrasonic wave receivers 4, 6, 10,
From the reception times T 1 , T 2 , T 4 , and T 5 at 11, the azimuths of the front vehicle 22 and the rear vehicle 23 with respect to the own vehicle and the distance from the own vehicle are obtained. The sound velocity of ultrasonic waves is V. For the vehicle ahead, the following equation holds:

【0028】 (X4 −X222 +(Y4 −Y222 =D4 2 (1) (X5 −X222 +(Y5 −Y222 =D5 2 (2)(X 4 −X 22 ) 2 + (Y 4 −Y 22 ) 2 = D 4 2 (1) (X 5 −X 22 ) 2 + (Y 5 −Y 22 ) 2 = D 5 2 (2 )

【0029】 (X6 −X222 +(Y6 −Y222 =D6 2 (3) D4 +D5 =(T1 −T0 )V (4) D5 +D6 =(T2 −T0 )V (5)(X 6 −X 22 ) 2 + (Y 6 −Y 22 ) 2 = D 6 2 (3) D 4 + D 5 = (T 1 −T 0 ) V (4) D 5 + D 6 = (T 2- T 0 ) V (5)

【0030】同様に後方車両の位置に関しては次の方程
式が成り立つ。 (X10−X232 +(Y10−Y232 =D10 2 (6)
Similarly, the following equation holds for the position of the rear vehicle. (X 10 -X 23) 2 + (Y 10 -Y 23) 2 = D 10 2 (6)

【0031】 (X11−X232 +(Y11−Y232 =D11 2 (7) (X12−X232 +(Y12−Y232 =D12 2 (8)(X 11 -X 23 ) 2 + (Y 11 -Y 23 ) 2 = D 11 2 (7) (X 12 -X 23 ) 2 + (Y 12 -Y 23 ) 2 = D 12 2 (8 )

【0032】 D10+D11=(T4 −T0 )V (9) D11+D12=(T5 −T0 )V (10)D 10 + D 11 = (T 4 −T 0 ) V (9) D 11 + D 12 = (T 5 −T 0 ) V (10)

【0033】これらの方程式を解くことにより、前方の
障害物、後方の障害物の位置座標とそこまでの距離を求
めることができる。2次元平面での障害物の計算の場合
はこれで十分である。
By solving these equations, the position coordinates of the front obstacle and the rear obstacle and the distance to them can be obtained. This is sufficient for calculating obstacles in a two-dimensional plane.

【0034】三次元空間における障害物を求める場合は
より多くの式が必要である。XYZ空間内での障害物の
位置を算出する場合は、より多くの式を得るために次の
ような工夫をする。超音波送波器5、8、11、14は
本来送波器であるが、これを両用に使う。超音波送波器
5、8、11、14に於いてT0 に、超音波を送波した
後直ちに受波用に切り替える。そして、各超音波受波器
4〜15で超音波受波時刻を計測する。上記と同様の計
算式を使って三次元空間内での障害物の方位と距離を算
出する事ができる。つまり前方の障害物の座標を
(X22,Y22,Z22)として、前方障害物に関する式は
次のように書き替えることができる。
More equations are needed to find obstacles in three-dimensional space. When calculating the position of an obstacle in the XYZ space, the following measures are taken in order to obtain more equations. Although the ultrasonic wave transmitters 5, 8, 11, and 14 are originally wave transmitters, they are used for both purposes. The ultrasonic wave transmitters 5, 8, 11, and 14 are switched to T 0 immediately after transmitting the ultrasonic waves. Then, the ultrasonic wave reception time is measured by each of the ultrasonic wave receivers 4 to 15. The azimuth and distance of the obstacle in the three-dimensional space can be calculated using the same calculation formula as above. That is, assuming that the coordinates of the front obstacle are (X 22 , Y 22 , Z 22 ), the equation for the front obstacle can be rewritten as follows.

【0035】 (X4 −X222 +(Y4 −Y222 +(Z4 −Z222 =D4 2 (11)(X 4 −X 22 ) 2 + (Y 4 −Y 22 ) 2 + (Z 4 −Z 22 ) 2 = D 4 2 (11)

【0036】 (X5 −X222 +(Y5 −Y222 +(Z5 −Z222 =D5 2 (12)[0036] (X 5 -X 22) 2 + (Y 5 -Y 22) 2 + (Z 5 -Z 22) 2 = D 5 2 (12)

【0037】 (X6 −X222 +(Y6 −Y222 +(Z6 −Z222 =D6 2 (13)(X 6- X 22 ) 2 + (Y 6- Y 22 ) 2 + (Z 6- Z 22 ) 2 = D 6 2 (13)

【0038】 D4 +D5 =(T1 −T0 )V (14) D5 +D6 =(T2 −T0 )V (15) 2D5 =(T3 −T0 )V (16)D 4 + D 5 = (T 1 −T 0 ) V (14) D 5 + D 6 = (T 2 −T 0 ) V (15) 2D 5 = (T 3 −T 0 ) V (16)

【0039】ここでT3 はソナーセンサ5が受波した時
刻である。送受信器が同一であるので、往復距離が2D
5 になる。後方にある三次元的な障害物の座標を
(X23,Y23,Z23)とすると、同様に、次の式が成り
立つ。
Here, T 3 is the time when the sonar sensor 5 receives the wave. Since the transceiver is the same, the round trip distance is 2D
Become 5 . If the coordinates of the three-dimensional obstacle behind are (X 23 , Y 23 , Z 23 ), the following equation holds similarly.

【0040】 (X10−X232 +(Y10−Y232 +(Z10−Z232 =D10 2 (17)(X 10 −X 23 ) 2 + (Y 10 −Y 23 ) 2 + (Z 10 −Z 23 ) 2 = D 10 2 (17)

【0041】 (X11−X232 +(Y11−Y232 +(Z11−Z232 =D11 2 (18)(X 11 −X 23 ) 2 + (Y 11 −Y 23 ) 2 + (Z 11 −Z 23 ) 2 = D 11 2 (18)

【0042】 (X12−X232 +(Y12−Y232 +(Z12−Z232 =D12 2 (19)(X 12 -X 23 ) 2 + (Y 12 -Y 23 ) 2 + (Z 12 -Z 23 ) 2 = D 12 2 (19)

【0043】 D10+D11=(T4 −T0 )V (20) D11+D12=(T5 −T0 )V (21) 2D11=(T6 −T0 )V (22)D 10 + D 11 = (T 4 −T 0 ) V (20) D 11 + D 12 = (T 5 −T 0 ) V (21) 2D 11 = (T 6 −T 0 ) V (22)

【0044】ここでT6 はソナーセンサ11が受波した
時刻である。以上のようにして、車体周囲に存在する障
害物までの距離と、各障害物方位を二次元平面上或いは
三次元空間内で求めることができる。
Here, T 6 is the time when the sonar sensor 11 receives the wave. As described above, the distance to the obstacle existing around the vehicle body and each obstacle orientation can be obtained on the two-dimensional plane or in the three-dimensional space.

【0045】求められた障害物の自車からの距離が、後
に定める安全距離以下になった場合は、車両の走行制御
と、運転手への警告などを行なう必要がある。安全距離
は、安全に走行できる最小の距離である。安全距離の設
定と、車両の走行制御は、運転手がモード設定装置25
により設定したモードにより異なるようにする。設定モ
ードとしては、次の4種類がある。
When the obtained distance from the own vehicle of the obstacle becomes equal to or less than the safety distance defined later, it is necessary to control the running of the vehicle and give a warning to the driver. The safe distance is the minimum distance that can be safely traveled. The driver sets the safety distance and controls the traveling of the vehicle by the mode setting device 25.
It is made different depending on the mode set by. There are the following four types of setting modes.

【0046】(1)前方車追従モード (2)回避モード (3)手動モード (4)車庫入れモード(1) Forward vehicle following mode (2) Avoidance mode (3) Manual mode (4) Garage entry mode

【0047】障害物までの安全距離は、モード設定装置
のモードが車庫入れモードであるか否かによってまず分
けられる。車庫入れモードの場合は各方面毎に予め定め
てある車庫入れモード用の安全距離を参照する。車庫入
れモードでない場合は、前方の安全距離は現在の車速か
ら求められる。残りの3方向(右,左,後)の安全距離
は予め設定してある距離を参照する。
The safe distance to the obstacle is first divided according to whether the mode of the mode setting device is the garage entry mode. In the case of the garage entry mode, the safety distance for the garage entry mode that is predetermined for each direction is referred to. When not in the garage entry mode, the safety distance ahead is obtained from the current vehicle speed. The safety distances in the remaining three directions (right, left, rear) refer to preset distances.

【0048】マイクロコンピュータ18で計算した障害
物との距離と、上記のように設定された安全距離を比較
する。障害物たとえば前方自動車、後方自動車までの距
離が安全距離よりも短くなった時は、音声発生装置24
により、運転手に警告する。さらに表示板21に演算結
果を表示する。例えば、前方車両が安全距離以下に接近
した(危険距離にある)場合は、図4のような表示をす
ることができる。
The distance to the obstacle calculated by the microcomputer 18 is compared with the safety distance set as described above. When the distance to an obstacle such as a front vehicle or a rear vehicle becomes shorter than the safety distance, the sound generating device 24
To warn the driver. Further, the calculation result is displayed on the display board 21. For example, when the vehicle in front approaches the safe distance or less (at a dangerous distance), the display as shown in FIG. 4 can be displayed.

【0049】表示板21は例えば車体のインスツルメン
タルパネル内に組み込まれる。表示板の中央に自車両を
表している。自車の周りに360度の方向を表す角度メ
モリが10度毎に付けてある。右方向が0度、直前の方
向が90度で、左が180度、後が270度である。障
害物の方向はこの角度により指定できる。中央の車体
と、各目盛り(10度毎の)との間には細長い発光ダイ
オードが36個設置される。もしも前方、後方に障害物
が安全距離以内の近くにあれば、その方向にもっとも近
い発光ダイオードが発光する。前方車両が安全距離以内
にあり、前方72度の方位にあれば(前方中央より右に
18度)、70度の位置の発光ダイオードが発光し警告
する。角度目盛り盤の上方には距離を示すデジタル表示
板が設けられる。ここでは、20.30mという表示が
なされる。これは前方車両までの距離が20.30mだ
ということである。こうして障害物が安全距離以内に接
近(危険距離にある)する場合は、その障害物までの距
離と方向を表示する。
The display plate 21 is incorporated in, for example, an instrumental panel of a vehicle body. The vehicle is shown in the center of the display board. An angle memory representing the direction of 360 degrees is provided around the vehicle every 10 degrees. The rightward direction is 0 degrees, the previous direction is 90 degrees, the left is 180 degrees, and the rear is 270 degrees. The direction of the obstacle can be specified by this angle. 36 elongated light emitting diodes are installed between the center car body and each scale (every 10 degrees). If there is an obstacle in front of or behind, within the safe distance, the light emitting diode closest to that direction emits light. If the vehicle ahead is within the safe distance and is in the azimuth of 72 degrees ahead (18 degrees to the right of the center of the front), the light emitting diode at the position of 70 degrees emits a light to warn. A digital display plate indicating the distance is provided above the angle dial. Here, a display of 20.30 m is made. This means that the distance to the vehicle ahead is 20.30m. In this way, when the obstacle approaches within the safe distance (at a dangerous distance), the distance and direction to the obstacle are displayed.

【0050】さらに障害物が危険距離内にあるときは、
マイクロコンピュータ18は、モード設定装置25のモ
ード値に応じて、次のように走行制御を行なう。
Further, when the obstacle is within the danger distance,
The microcomputer 18 controls traveling as follows according to the mode value of the mode setting device 25.

【0051】(1)モード設定装置のモード値が前方車
追従モードになっている場合。この場合は、音声発生装
置に、追従走行状態に入る旨の言葉を発生するための信
号を送る。音声発生装置は、音声で運転手に追従走行に
入ることを告げる。また、前方車と安全距離を保ちなが
ら追従するための制御信号をPWM回路19に送る。 (2)モード値が回避モードである場合。前方車両を回
避する方向を計算する。回避動作を行なうための信号を
PWM回路19に送る。回避方向を音声発生装置24か
ら音声で表現する。運転者に前方車両を避けるためにど
ちらにハンドルを回すのかを知らせる。
(1) When the mode value of the mode setting device is the following vehicle following mode. In this case, a signal for generating a word to enter the following traveling state is sent to the voice generating device. The voice generator informs the driver by voice that he will enter the follow-up run. Also, it sends a control signal to the PWM circuit 19 to follow the vehicle ahead while keeping a safe distance. (2) When the mode value is the avoidance mode. Calculate the direction to avoid the vehicle ahead. A signal for performing the avoidance operation is sent to the PWM circuit 19. The avoidance direction is voiced from the voice generator 24. Tell the driver which way to turn to avoid the vehicle ahead.

【0052】(3)モード値が手動走行モードの場合。
音声発生装置24が、前方車両が接近している事実を運
転者に音声で知らせ、警告する。 (4)モード値が車庫入れモードの場合。音声発生装置
24により運転者に前方に障害物があることを知らせ、
PWM回路19に後退動作を行なうための信号を送る。
(3) When the mode value is the manual traveling mode.
The voice generator 24 audibly informs the driver of the fact that the vehicle ahead is approaching and warns the driver. (4) When the mode value is the garage entry mode. Informs the driver that there is an obstacle ahead by using the sound generator 24,
A signal for performing the backward movement is sent to the PWM circuit 19.

【0053】上に説明した(1)〜(4)は危険距離内
に障害物が存在する場合である。危険距離内に障害物が
ない場合は、そのままの状態を持続すれば良いわけであ
る。モードが手動走行以外のモードの時は、現在の走行
状態を維持するための信号をPWM回路19に送る。
(1) to (4) described above are cases where an obstacle exists within the danger distance. If there are no obstacles within the danger distance, it is sufficient to keep the condition as it is. When the mode is a mode other than the manual traveling, a signal for maintaining the current traveling state is sent to the PWM circuit 19.

【0054】以上述べたように、本発明は前方、後方、
右、左の障害物の存在と、距離、方向を自動的に感知
し、障害物が危険距離内にある場合は、モード値により
所定の操作を行なう。PWM回路19では、送られてき
た信号に対応して、自車の左右のDCモータ2の速度等
を制御する。これにより常に所望の走行状態を維持する
ことができる。
As described above, the present invention can be applied to the front, rear,
The presence of the right and left obstacles and the distance and direction are automatically sensed. If the obstacle is within the danger distance, a predetermined operation is performed according to the mode value. The PWM circuit 19 controls the speed and the like of the left and right DC motors 2 of the own vehicle in accordance with the transmitted signal. As a result, the desired traveling state can be maintained at all times.

【0055】図5、図6、図7は本発明においてマイク
ロコンピュータが行なう操作のフローチャートを示す。
つまり各ソナーセンサ4〜15の超音波の送受信時間に
より障害物との距離、方角を求める計算、車両運転制
御、表示板の表示などの動作をフローチャートで示して
いる。一続きのフローチャートであるが、図面寸法の制
限で1枚の紙に示すことができないので、3枚に分けて
いる。この制御プログラムは、電源のオンにより走り始
める。
FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 show flow charts of operations performed by the microcomputer in the present invention.
That is, a flowchart shows operations such as calculation for obtaining the distance and direction to an obstacle, the vehicle operation control, and the display on the display board according to the ultrasonic wave transmission / reception time of each sonar sensor 4-15. Although it is a continuous flow chart, since it cannot be shown on one sheet due to the limitation of drawing size, it is divided into three sheets. This control program starts running when the power is turned on.

【0056】(ステップ101)電源オンにより、マイ
クロコンピュータ18のRAMをクリヤする。I/Oを
初期セットする。 (ステップ102)ソナーを発信するか否かを判定す
る。ソナー発信ならステップ103へ。発信しなければ
ステップ104へ。 (ステップ103)各超音波送受波器5、8、11、1
4からそれぞれ対応する周波数の超音波を発信する。
(Step 101) When the power is turned on, the RAM of the microcomputer 18 is cleared. Initially set I / O. (Step 102) It is determined whether or not to send the sonar. If sonar, go to step 103. If not, go to step 104. (Step 103) Each ultrasonic wave transmitter / receiver 5, 8, 11, 1
The ultrasonic waves of the frequencies corresponding to 4 are emitted respectively.

【0057】(ステップ104)各超音波受波器からの
受信信号を解析する。 (ステップ105)各超音波受波器で受信した受信周波
数を基に、受信波形が自車の前方からなのか、あるいは
左方向なのか、右方向からなのかを判定する。 (ステップ106−117)各方向毎に、障害物の位置
と距離を計算する。
(Step 104) The received signal from each ultrasonic wave receiver is analyzed. (Step 105) Based on the reception frequency received by each ultrasonic receiver, it is determined whether the reception waveform is from the front of the vehicle, the left direction, or the right direction. (Steps 106-117) The position and distance of the obstacle are calculated for each direction.

【0058】(ステップ118)モード設定装置25の
モード値が車庫入れモードか否かの判定を行なう。もし
車庫入れモードであれば、ステップ119へ。そうでな
ければステップ120−123へ。 (ステップ119)車庫入れ用に設定された安全距離を
各方向毎に代入する。 (ステップ120)現在車速から前方安全距離を計算す
る。
(Step 118) It is determined whether or not the mode value of the mode setting device 25 is the garage entry mode. If it is the garage entry mode, go to step 119. Otherwise, go to steps 120-123. (Step 119) The safety distance set for garage entry is substituted for each direction. (Step 120) The forward safe distance is calculated from the current vehicle speed.

【0059】(ステップ121−123)予め設定され
た左右後方の安全距離を各方向毎に代入する。 (ステップ124−127)各方向毎に設定された、或
いは現在車速から計算された安全距離が、実際の各車両
までの距離より大きいか否かを判定する。安全距離が実
際距離よりも大きければステップ128−131へ。そ
うでなければステップ132−135へ。 (ステップ128−131)各方向毎に車両などの障害
物があるか否かを示すフラグを0に設定する。
(Steps 121-123) The preset left and right safety distances are substituted for each direction. (Steps 124-127) It is determined whether or not the safety distance set for each direction or calculated from the current vehicle speed is greater than the actual distance to each vehicle. If the safe distance is greater than the actual distance, go to steps 128-131. Otherwise, go to steps 132-135. (Steps 128-131) A flag indicating whether there is an obstacle such as a vehicle in each direction is set to 0.

【0060】(ステップ132−135)各方向毎に車
両等の障害物があるか否かを示すフラグを1に設定す
る。 (ステップ136)各方向毎に設定されたフラグをすべ
て掛け合わせる。その結果が0であれば自車の周囲に障
害物があると判断しステップ137へ。そうでなければ
障害物が存在しないことになりステップ151へ。 (ステップ137)音声発生装置24を働かせ、音声に
より、車両等の障害物が存在する方位と距離を運転手に
知らせる。
(Steps 132-135) A flag indicating whether or not there is an obstacle such as a vehicle in each direction is set to 1. (Step 136) All flags set for each direction are multiplied. If the result is 0, it is determined that there is an obstacle around the vehicle, and the process proceeds to step 137. If not, there is no obstacle and the process goes to step 151. (Step 137) The voice generator 24 is activated to inform the driver of the direction and distance at which an obstacle such as a vehicle is present by voice.

【0061】(ステップ138)表示板21に演算結果
に対応した表示を行なう。 (ステップ139)モード設定装置25の設定値が前方
車追従走行になっており、かつ前方に車両があれば、ス
テップ140へ。そうでなければステップ142へ。 (ステップ140)音声発生装置24で追従モードに入
ることを知らせる。
(Step 138) A display corresponding to the calculation result is displayed on the display plate 21. (Step 139) If the set value of the mode setting device 25 is set to follow the vehicle ahead, and there is a vehicle ahead, go to step 140. Otherwise, go to step 142. (Step 140) Notify that the voice generator 24 will enter the follow-up mode.

【0062】(ステップ141)前方車両等からの距離
により速度の最大デユーテイ比を計算する。 (ステップ142)モード設定装置25が回避モードに
なっておればステップ143へ、そうでなければステッ
プ146へ。 (ステップ143)周囲の状況から車両等の障害物を回
避する経路を演算する。
(Step 141) The maximum duty ratio of speed is calculated according to the distance from the vehicle in front. (Step 142) If the mode setting device 25 is in the avoidance mode, go to step 143, otherwise go to step 146. (Step 143) A route for avoiding an obstacle such as a vehicle is calculated from the surrounding situation.

【0063】(ステップ144)計算された回避経路
を、音声発生装置24を用い、音声によって運転手に知
らせる。 (ステップ145)ステップ143で計算された回避経
路から速度の最大デユーテイ比を計算する。 (ステップ146)モード設定装置25で手動走行モー
ドになっておればステップ147へ。そうでなければス
テップ148へ。
(Step 144) The driver is informed of the calculated avoidance route by voice using the voice generator 24. (Step 145) The maximum duty ratio of speed is calculated from the avoidance route calculated in step 143. (Step 146) If the mode setting device 25 is in the manual traveling mode, proceed to step 147. Otherwise, go to step 148.

【0064】(ステップ147)手動走行モードである
ことを音声発生装置24を用い、音声により運転者に知
らせる。 (ステップ148)モード設定装置25が車庫入れモー
ドになっていれば、ステップ149へ、そうでなければ
ステップ151へ。 (ステップ149)車庫入れモードであることを音声発
生装置24により運転者に音声で伝える。
(Step 147) The voice generator 24 is used to inform the driver of the fact that the vehicle is in the manual traveling mode. (Step 148) If the mode setting device 25 is in the garage entry mode, go to step 149, otherwise go to step 151. (Step 149) The voice generator 24 informs the driver by voice that the vehicle is in the garage entry mode.

【0065】(ステップ150)周囲の車両等の障害物
までの距離より求められる速度の最大デユーテイ比を計
算する。 (ステップ151)デユーテイ比が最大デユーテイ比に
ならないようにデユーテイ比を設定する。 (ステップ152)DCモータ2のデユーテイ比とDC
モータ2の回路周期の積により、DCモータをオンにす
る時間と回転方向を設定する。
(Step 150) The maximum duty ratio of the speed obtained from the distance to the obstacle such as the surrounding vehicle is calculated. (Step 151) The duty ratio is set so that the duty ratio does not reach the maximum duty ratio. (Step 152) DC motor 2 duty ratio and DC
The product of the circuit period of the motor 2 sets the time for turning on the DC motor and the rotation direction.

【0066】このように本実施例の場合、自動車3にソ
ナーセンサ4〜15を取り付けると共に、それらの内、
前方のソナーセンサ3個を一組に、左側面のソナーセン
サ3個を一組に、右側面の3個を一組に、後方の3個を
一組にしている。各組みのソナーセンサの超音波の送波
時刻と受波時刻を基に車両周囲の障害物の位置と方向を
正確に求めることができる。本実施例の場合、駆動はD
Cモータにより行なわれている。しかしこれはエンジン
による駆動も可能である。
As described above, in the case of this embodiment, the sonar sensors 4 to 15 are attached to the automobile 3, and
Three front sonar sensors are set as one set, three left side sonar sensors are set as one set, three right side sonar sensors are set as one set, and three rear sonar sensors are set as one set. The position and direction of the obstacle around the vehicle can be accurately obtained based on the ultrasonic wave transmission time and ultrasonic wave reception time of each set of sonar sensors. In this embodiment, the drive is D
It is performed by the C motor. However, this can also be driven by the engine.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明は、自動車などの運動体に二つ以
上の超音波の受波器と一つの送波器を組みにして用い、
送波器から出た超音波が障害物に当たり反射されて戻っ
てきたものを二つ以上の受波器で受信する。障害物の位
置に関する2以上の式ができるので、障害物の座標を決
定することができる。つまり自動車からの障害物までの
距離と方位を正確に求めることができる。障害物の距離
方位は表示され音声で伝えられる。同時に自動車の運転
を自動的に適正な方向へ向けるように制御することもで
きる。センサの数が十分であるので、障害物の位置を三
次元的にも決定できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention uses a moving body such as an automobile in combination with two or more ultrasonic wave receivers and one wave transmitter,
Two or more wave receivers receive the ultrasonic waves emitted from the wave transmitter, which are reflected by the obstacles and returned. Since there are two or more equations regarding the position of the obstacle, the coordinates of the obstacle can be determined. That is, it is possible to accurately obtain the distance and direction from the automobile to the obstacle. The distance and direction of the obstacle is displayed and transmitted by voice. At the same time, it is possible to control the driving of the vehicle so that it is automatically directed in the proper direction. Since the number of sensors is sufficient, the position of the obstacle can be determined in three dimensions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の障害物検出装置を備えた自動車の概略
構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automobile including an obstacle detection device of the present invention.

【図2】図1の障害物検出装置において、超音波の送信
受信のタイミングを示す波形図。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the timing of ultrasonic wave transmission and reception in the obstacle detection device of FIG.

【図3】前方と後方に障害物があるとき本発明のソナー
センサから超音波が送信され反射されてソナーセンサに
戻り受信されることを示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing that ultrasonic waves are transmitted from the sonar sensor of the present invention when there are obstacles in the front and rear, are reflected, are returned to the sonar sensor, and are received.

【図4】本発明で用いる表示板の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a display plate used in the present invention.

【図5】本発明において超音波の送信受信の時刻から障
害物の方位と距離を求めるためのフローチャートの初め
の部分。
FIG. 5 is the first part of a flowchart for obtaining the direction and distance of an obstacle from the time of transmission and reception of ultrasonic waves in the present invention.

【図6】本発明において超音波の送信受信の時刻から障
害物の方位と距離を求めるためのフローチャートの中間
の部分。
FIG. 6 is an intermediate part of a flowchart for obtaining the azimuth and distance of an obstacle from the time of transmission and reception of ultrasonic waves in the present invention.

【図7】本発明において超音波の送信受信の時刻から障
害物の方位と距離を求めるためのフローチャートの終わ
りの部分。
FIG. 7 is the last part of the flowchart for obtaining the direction and distance of an obstacle from the time of transmission and reception of ultrasonic waves in the present invention.

【図8】実開平2−73299号の自動車自動追従運転
制御装置の構成を説明するための自動車概略図。
FIG. 8 is a schematic diagram of a vehicle for explaining the configuration of a vehicle automatic follow-up operation control device of Utility Model No. 2-73299.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バッテリー 2 DCモータ 3 自動車 4−15 ソナーセンサ 16 超音波送受器 17 発信受信回路 18 マイクロコンピュータ 19 PWM回路 20 タイヤ 21 表示板 24 音声発生装置 25 モード設定装置 1 Battery 2 DC Motor 3 Car 4-15 Sonar Sensor 16 Ultrasonic Handset 17 Transmitter / Receiver Circuit 18 Microcomputer 19 PWM Circuit 20 Tire 21 Display Board 24 Sound Generator 25 Mode Setting Device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 1/02 J 9323−3H G08G 1/16 C 7531−3H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G05D 1/02 J 9323-3H G08G 1/16 C 7531-3H

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自動車の周囲に存在する障害物を超音波
によって検出する装置であって、障害物を検出すべき方
向の各辺に、少なくともひとつの超音波の送波器とふた
つ以上の受波器を設置し、各辺の送波器は異なる周波数
の超音波を同時刻にまたは異なる時刻に、パルス状に発
生し、ある辺の送波器から出た超音波がその方向にある
障害物に当たり反射して同じ辺の受波器によって検出さ
れることとし、受波器で超音波を受信した時刻と、送波
器で超音波を発信した時刻の相違から、送波器と障害物
と受波器を結ぶ経路の長さを求め、受波器が各辺に2以
上存在することから、障害物までの距離と、障害物のあ
る方位とを計算するようにした事を特徴とする障害物検
出装置。
1. An apparatus for detecting obstacles existing around a vehicle by ultrasonic waves, wherein at least one ultrasonic wave transmitter and two or more receivers are provided on each side of the direction in which the obstacles should be detected. A wave generator is installed, and the transmitters on each side generate ultrasonic waves of different frequencies in pulses at the same time or at different times, and the ultrasonic waves emitted from the transmitter on one side are in that direction. It is assumed that it will be reflected by an object and will be detected by the wave receiver on the same side, and the difference between the time when the ultrasonic wave is received by the wave receiver and the time when the ultrasonic wave is transmitted by the wave transmitter causes The feature is that the distance to the obstacle and the azimuth with the obstacle are calculated because the length of the path connecting the wave receiver and the wave receiver is obtained, and there are two or more wave receivers on each side. Obstacle detection device.
【請求項2】 自動車の各辺に配置する超音波の送波器
が、受波器にも利用できるものであって、超音波を送波
した後は直ちに受波器として機能して、三次元的に障害
物を検出する場合は、ひとつの周波数の超音波パルスを
少なくとも3つの受波器で受波し、超音波の送信時刻か
ら各受波器での受信時刻までの時間遅れにより、受波器
と障害物の距離と障害物と送波器の距離の和に関する3
以上の方程式を得て、これを解くことにより、障害物の
距離と方位を三次元的に算出するようにした事を特徴と
する請求項1に記載の障害物検出装置。
2. An ultrasonic wave transmitter arranged on each side of an automobile can be used as a wave receiver, and immediately after transmitting the ultrasonic wave, the ultrasonic wave transmitter functions as a wave receiver, When an obstacle is originally detected, an ultrasonic pulse of one frequency is received by at least three receivers, and due to the time delay from the ultrasonic wave transmission time to the reception time at each receiver, 3 about distance of obstacle and obstacle and sum of distance of obstacle and transmitter
The obstacle detection device according to claim 1, wherein the distance and the azimuth of the obstacle are three-dimensionally calculated by obtaining the above equation and solving the equation.
【請求項3】 ひとつの超音波の送波器とふたつの超音
波の受波器を組として、自動車の各辺に配置し、超音波
送波器が時刻T0 に於いて超音波を送波し、これがこれ
らの送波器受波器の組が配置された辺の方向にある障害
物に当たって反射して帰ってきたものを第1の超音波受
波器と第2の超音波受波器が時刻T1とT2 に計測した
として、障害物の二次元座標を(X4 ,X4 )、送波器
の座標を(X3 ,Y3 )とし、第1受波器の座標を(X
1 ,Y1 )、第2受波器の座標を(X2 ,Y2 )とし
て、超音波の音速をVとして、次の方程式により、障害
物の座標(X4 ,Y4 )を求めるようにし、 {(X3 −X42 +(Y3 −Y421/2 +{(X
1 −X42 +(Y1 −Y421/2 =V(T1 −T
02 {(X3 −X42 +(Y3 −Y421/2 +{(X
2 −X42 +(Y2 −Y421/2 =V(T2 −T
02 かつ異なる組の超音波送波器は異なる周波数の超音波を
出すものとし、受波器は周波数により受波した超音波を
区別しうるものとし、異なる組の送波器からの信号とそ
れが属する組の送波器の超音波を区別するようにしてあ
り、各組の送波器は同時刻にまたは異なる時刻に超音波
を発信するようにしたことを特徴とする障害物検出装
置。
3. An ultrasonic wave transmitter and two ultrasonic wave receivers as a set are arranged on each side of an automobile, and the ultrasonic wave transmitter transmits ultrasonic waves at time T 0. The first ultrasonic wave receiver and the second ultrasonic wave receiver oscillate, and this wave is reflected by an obstacle in the direction of the side where the set of these transmitters and receivers is arranged and reflected back. The two-dimensional coordinates of the obstacle are (X 4 , X 4 ), the coordinates of the transmitter are (X 3 , Y 3 ), and the coordinates of the first receiver are assumed to be measured at the times T 1 and T 2. (X
1 , Y 1 ), the coordinates of the second receiver are (X 2 , Y 2 ), the sound velocity of the ultrasonic wave is V, and the coordinates (X 4 , Y 4 ) of the obstacle are calculated by the following equation. And {(X 3 −X 4 ) 2 + (Y 3 −Y 4 ) 2 } 1/2 + {(X
1 -X 4) 2 + (Y 1 -Y 4) 2} 1/2 = V (T 1 -T
0 ) 2 {(X 3 -X 4 ) 2 + (Y 3 -Y 4 ) 2 } 1/2 + {(X
2 -X 4) 2 + (Y 2 -Y 4) 2} 1/2 = V (T 2 -T
0 ) Two and different sets of ultrasonic transmitters shall emit ultrasonic waves of different frequencies, the receiver shall be able to distinguish the ultrasonic waves received by the frequency, and the signals from the different sets of transmitters shall be And the ultrasonic waves of the transmitter of the group to which it belongs are distinguished, and the ultrasonic waves of the transmitters of each group emit ultrasonic waves at the same time or at different times. apparatus.
【請求項4】 自動車の前、後、左、右に存在する障害
物を検知してこれに基づき、自動車の運転を制御する駆
動装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載の障害
物検出装置。
4. The obstacle according to claim 1, further comprising a drive device for detecting an obstacle existing on the front, rear, left and right of the vehicle and controlling driving of the vehicle based on the obstacle. Object detection device.
【請求項5】 算出された自動車周囲に存在する車両ま
での方位と距離を運転手に表示する表示板を備えたこと
を特徴とする請求項1に記載の障害物検出装置。
5. The obstacle detection device according to claim 1, further comprising a display plate for displaying to a driver the calculated azimuth and distance to a vehicle existing around the automobile.
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