JPH1020034A

JPH1020034A - 安全運転支援システム及び安全運転支援方法

Info

Publication number: JPH1020034A
Application number: JP8172067A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ichinose; 昌則一野瀬; Toshihiro Aono; 俊宏青野; Tomoyuki Hamada; 朋之浜田; Norihisa Miyake; 徳久三宅; Yozo Nakamura; 庸蔵中村; Toru Hirata; 透平田
Original assignee: Hitachi Ltd; Xanavi Informatics Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-01-23
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: JP3517520B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の後方または周囲に位置する障害物を自動
的に検出し、運転者に提示する車両の運転支援装置およ
び運転支援方法を実現する。【解決手段】車両に搭載された障害物検知装置では、信
号波発生回路１で発生した可聴帯域の信号波を送波器２
が広角度に送波し、障害物５に当り反射した波を複数の
受波器Ｒ１〜Ｒｎを備えた受波器アレイ３が検出する。
位相補正部Ｓ１〜Ｓｎは、メモリＭ１〜Ｍｎに記憶され
た情報に基づいて、各受波器Ｒ１〜Ｒｎで受波された複
数の信号を位相補正する。信号合成部８において、この
補正された信号を重ね合わせて合成し、合成された波の
強度分布を表示部９に２次元表示する。表示部９には可
視化された障害物位置が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の周囲に位置
する障害物を自動的に検知して運転者の安全運転性を高
める、安全運転支援システム及び安全運転支援方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】車両後方に置かれた障害物を検知して車
両運転時の安全を確保する例が、特開昭６０−１３１３
５１号公報に開示されている。この例においては、超音
波式の障害物検出装置を用いている。超音波式障害物検
出装置では、超音波送波器から送波された超音波が障害
物により反射され、この反射された超音波を受波器で受
信する。そして、送信と受信の時間間隔から障害物まで
の距離を演算し、その障害物との距離に応じた警報を発
して運転者に注意を喚起している。これらは、バックセ
ンサ、クリアランスソナー等と呼ばれている。この障害
物検出装置を、例えば車両の後面に設けて、車庫入れ時
等の車両後退時に障害物への衝突を回避している。

【０００３】他の障害物検出装置としては、バスやトラ
ック等の大型車両に多く用いられているバックアイと呼
ばれる装置や、例えば特開平５−１０３２３６号公報に
開示されている後方確認装置がある。後者においては、
車両後部にテレビカメラを設け、このテレビカメラで撮
影された車両後方の映像を運転席のモニタ画面上に表示
し、これにより運転者が車両に搭乗したまま後方を確認
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記超音波により障害
物を確認するものにおいては、障害物までの距離は検出
できるが障害物の位置を特定できないため、どのように
進路を変更すれば衝突を回避出来るかという情報が不足
しており、運転者は車両に搭乗したままでは障害物を回
避出来ないという不具合があった。

【０００５】バックアイに代表されるテレビモニタ映像
を利用するものにおいては、モニタ画面上に映されたカ
メラ画像を運転者が目視して、障害物を検知している。
そのため、運転者が障害物を見落とした場合は障害物を
回避できない。また、バスやトラックなどの大型車両へ
は容易に設置できるが、乗用車等の小型車両の場合には
テレビモニタの大きさや設置位置および価格面で制約が
ある。さらに小型車両の場合には、カメラ位置が低くな
り、障害物までの距離である奥行き方向の情報を運転者
が認知しにくい。

【０００６】本発明の目的は、車両の後方または周囲に
位置する障害物を検知し、その位置および形の情報を運
転者が利用できる、車両の安全運転支援システムを実現
することにある。◆本発明の他の目的は、高齢者等にと
っても安全に運転ができる運転支援システムを提供する
ことにある。◆本発明のさらに他の目的は、車両周囲に
ある障害物を自動的に認識し、安全運転を可能にする障
害物検出装置及び表示装置を備えた車両を実現すること
にある。◆本発明のさらに他の目的は、車両周囲にある
障害物を自動的に認識することにより、安全運転を可能
にする運転支援方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の態様は、車両の周囲に位置する物体を音波も
しくは超音波からなる信号波を用いて自動的に検出し、
車両の安全運転を支援する安全運転支援システムにおい
て、信号波を送信する少なくとも１個の送波器と、この
送波器から送信され、物体に反射した反射波を受信する
複数の受波器と、この各受波器で受信した信号の位相を
補正する位相補正手段と、この位相補正手段により補正
された信号を合成する信号合成手段とを備えたものであ
る。

【０００８】また、上記目的を達成する本発明の第２の
態様は、移動可能な音源と、この音源から送波された信
号波を受波する複数の受波手段とを有し、この複数の受
波手段により受波された夫々の受波信号波を補正して合
成する合成手段とを安全運転支援システムが有すること
である。

【０００９】さらに、上記目的を達成する本発明の第３
の態様は、物体で反射された反射波を検出する複数の検
出手段と、この夫々の検出手段と物体間の距離に応じて
反射波を補正する補正手段と、この補正された夫々の反
射波を合成する合成手段とを安全運転支援システムが備
えたものである。

【００１０】そして好ましくは、安全運転支援システム
は車両を備えており、また、信号波は離散的なバースト
波であり、位相補正手段は、各受波器の受波信号波が入
射した方向ごとにこの信号波の位相を補正するものであ
る。

【００１１】上記目的を達成する本発明の第４の態様
は、車両の周囲に位置する物体を音波もしくは超音波か
らなる信号波を用いて自動的に検出し車両の安全運転を
支援する安全運転支援システムにおいて、バースト波の
信号波を送信する少なくとも１つの送波器と、この信号
波が物体に反射して生成される反射波を受信する複数の
受波器と、受波された複数の信号を所定方向毎に位相補
正し、この所定方向ごとの反射波を各受波器について求
めた後に夫々重ね合わせて合成波を生成するデータ処理
手段とを備え、このデータ処理手段は、信号波の送信時
刻と、合成波から得られた所定方向からの反射波の到着
時刻とに基づいて物体までの距離を演算する演算手段と
を備えたものである。

【００１２】そして好ましくは、各受波器は送波器と共
用であり、送波器の各々は所定方向及び各送波器の相対
位置に基づいて異なる時間遅れを与えて信号波を送信す
るものであり、送波器は信号波を時分割して送信するも
のであり、演算手段により求められた物体までの距離に
基づいて車両から物体までの距離を２次元的に表示する
表示手段を安全運転支援システムが備えたものである。

【００１３】また好ましくは、表示手段は、車両に備え
られた車両後退手段が操作されたときに動作するもので
あり、演算手段から得られた物体までの距離と、予め設
定された距離との比較に基づき、表示手段を動作させる
ものであり、記表示手段は、車両が備える車載テレビま
たは車載ナビケーションシステムの表示部である。◆さ
らに、データ処理手段の出力に基づいて、車両が安全に
移動できる範囲を算出する演算手段を有し、この安全境
界を画像を用いて運転者に提示する手段を安全運転支援
システムが備えることが望ましい。◆また、信号波の周
波数は５０ないし１００００Ｈｚであることが望まし
く、より好ましくは３ｋＨｚから５ｋＨｚである。

【００１４】上記目的を達成する本発明の第５の態様
は、車両の周囲に位置する物体を音波または超音波から
なる信号派を用いて自動的に検出し、車両の安全運転を
支援する安全運転支援方法において、車両の外表面に取
り付けた送波器から信号波を送信し、この信号波が物体
に反射して生成された反射波を複数の受波器が受波する
とともに複数の記憶手段に記憶し、前記反射波が前記複
数の受波器に入射する角度と、各受波器間の相対位置と
に基づいて、複数の記憶手段の夫々に記憶された前記反
射波の夫々の位相を補正し、この補正された各々の反射
波を重ね合わせて前記入射角度に対応する反射波データ
を作成し、この反射波データの作成を所定角度範囲につ
いて繰返し、得られた所定角度範囲の反射波データを２
次元表示するものである。

【００１５】このように構成した本発明においては、送
波器から送波された信号波は障害物があると反射し、複
数の受波器からなる受波器アレイにおいて、障害物と各
受波器間の距離に応じた遅れ時間を有する波として受波
される。ここで受波された複数の信号の中で、特定方向
の反射波が極大となるよう位相を補正し受波器の数だけ
重ねあわせて合成する。反射波の到達時間からその特定
方向の障害物までの距離を測定する。この位相補正の操
作において、特定方向を順次変化させ各方向における障
害物までの距離を求め、その結果を極座標平面上で記述
すれば、障害物の位置および形を平面上に再現できる。

【００１６】すなわち、車両の後方または周囲に置かれ
た障害物の位置および形を車両の上面図とともに表すこ
とにより、運転者に明確に障害物の配置を提示できる。
このように、障害物の距離だけでなく位置をも把握でき
るので、どのように進路を変更すれば衝突が回避出来る
かという情報を車両の運転者に伝達できる。また、車両
とともに障害物の配置を運転者に提示できるので、障害
物までの距離という運転者が把握しにくい奥行き方向の
情報を運転者が容易に利用できる。

【００１７】また、信号波をアレイ状に並べた送波器に
より送波すると、特定方向以外からの反射波の強度を低
減でき、信号波の多重反射等による雑音の影響を低減で
きる。◆さらに、送波器を複数個用いて時分割して計測
すると、信号波の経路差をも考慮して受波信号を合成す
ることが可能になり、受波器アレイの開口幅及び素子の
個数を変化させることなく受波性能を向上できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をいく
つかの実施例に基づいて説明する。図１は、本発明に係
る障害物表示装置の一実施例のブロック図である。信号
波発生回路１は障害物探査用の信号波を発生して送波器
２に送り、送波器２は周囲に音波もしくは超音波を発射
する。送波器２から発射された音波または超音波は、周
囲に物体があれば反射して受波器アレイ３で受波され
る。ここで、受波器アレイ３は、ｎ個（ｎは正の整数）
の受波器Ｒ1〜Ｒnを並べて構成されている。受波器アレ
イ３は、例えば図２に示したように、受波器Ｒ1〜Ｒnを
直線状に等間隔に配置して構成され、受波器間隔は信号
波の波長に応じた最適値、例えば半波長λ/2に設定され
ている。この図では送波器２を受波器アレイの中央に一
つ配置した場合を示している。

【００１９】車両後部など障害物を検出すべき方向に受
波器アレイと送波器を配置した障害物表示装置は、障害
物から反射して戻ってきた信号波を受波して障害物を検
出する。図３は、自動車の後部に前記受波器アレイと送
波器を配置した場合の図である。このように構成した本
実施例の動作を順を追って説明する。なお、以下の記載
においては、送波器２から発信されるのを音波としてい
るが、超音波を用いる場合も同様である。初めに動作の
概略を示す。

【００２０】送波器２から数回バースト波を車両の周囲
に送波する。送波されたバースト波は、車両周囲に物体
があると反射して受波器Ｒ１〜Ｒｎに達する。各受波器
Ｒ１〜Ｒｎはこの反射波を受波して、受波器ごとに設け
られたメモリＭ１〜Ｍｎに受波信号を記憶する。この一
連の動作の終了後、またはそれと平行して記憶された受
波信号についてデータ処理が実行される。データ処理部
は、角度指令値発生部６、位相制御部７、位相補正部Ｓ
１〜Ｓｎおよび信号合成部８を備えている。データ処理
の初めに、複数の受波器Ｒ１〜Ｒｎを備えた受波器アレ
イ３のアレイ軸方向に対する角度（θ）ごとに反射波の
強度を各受波器Ｒ１〜Ｒｎの受波信号について求める。
次いで、各受波器Ｒ１〜Ｒｎのその角度θ方向の反射波
信号を重ね合わせ、その角度θ方向の全体の反射波強度
を求める。この手順を車両周囲の探索範囲に相当する角
度範囲について繰返し、最終的に２次元平面における反
射波の強度分布を求める。この詳細を以下に説明する。

【００２１】信号波発生回路１において発生した障害物
探査のための信号波を、送波器から探査したい方向の範
囲全体に送信する。それとともに、信号波の発生時刻を
示すタイミング信号をA/D変換部４に入力して受波信号
のサンプリングを開始する。車両周囲の障害物５から反
射された送波器２から発信された信号波は、各々の受波
器Ｒ1〜Ｒnにおいて信号波の伝達経路長に相当する遅れ
時間を伴って受波され、A/D変換部４においてサンプリ
ングされ、サンプリング値がそれぞれのメモリＭ1〜Ｍn
に記憶される。ここで、受波器Ｒ１〜Ｒｎは指向性の少
ない方が好ましい。

【００２２】メモリＭ1〜Ｍnに記憶された受信波のデー
タから障害物の位置を二次元的に再構成するために、角
度指令値発生部６は受波器アレイ３が設定された面に対
する着目方向の角度θを指定する。この角度θの指定
は、例えば０°〜１８０°まで所定角度（例えば１０
°）ごとにスキャニングすることで実行される。つま
り、角度θを順次変化させて探査平面が走査される。位
相制御部７では角度指令値発生部６から出力された角度
指令値θに応じた位相補正値を発生する。位相補正部Ｓ
1〜Ｓnは、メモリＭ1〜Ｍnに記憶された値を位相補正値
の分だけ遅延させて読み出す。信号合成部８では各受波
信号を加算し、角度指令値発生部６から出力された角度
指令値θで指示された着目方向について、反射信号波を
重ね合わせる。その結果、角度θ成分をのみを強調でき
る。この着目方向からの反射信号波を取り出す操作を以
下に説明する。

【００２３】図４は受波器アレイが受信する信号波の様
子を示す模式図である。障害物等から反射された信号波
の中で着目方向θから届いた信号波は、位相の基準線４
０において位相が同一になっている。受波器アレイの長
さをＬ、各受波器間の間隔をｄ、着目方向をθとする
と、位相の基準線とｉ番目の受波器Ｒiの位置との経路
差ｒは、（式１）で表される。

【００２４】ｒ（ｉ,θ）＝（ｉｄ−Ｌ/2）sinθ ……（式１）である。すなわちｉ番目の受波器Ｒiによって受信され
た反射信号波は、音速をｖとすると、位相の基準線に対
し（式２）で表される時間分だけが生じている。

【００２５】 Δｔ（ｉ,θ）＝ｒ（ｉ,θ）／ｖ ……（式２）ｉ番目の受波器Ｒiで受信された反射信号波をｆi（ｔ）
とする。着目方向からの反射信号波に対して位相が等し
くなるよう位相差Δｔを補正する。つまり、（式３）を
用いて受波器数iについての和をとる。

【００２６】ｇ（θ,ｔ）＝Σｆi（ｔ−Δｔ（ｉ,θ）） ……（式３）ノイズ成分等に比べて同位相の信号波が強調されるの
で、着目方向θからの反射信号波ｇ（θ,ｔ）を明確に
取り出すことができる。

【００２７】ここで、着目方向θを送波器２を中心にし
て回動させて探査平面を走査し、その結果を図１に示し
た表示部９に表示する。これにより、二次元的な障害物
情報を運転者に提示できる。この場合、原点からの障害
物の距離Ｄは受信時間ｔに比例し、（式４）で表され
る。

【００２８】Ｄ＝ｖｔ／２ ……（式４）つまり、着目方向θからの反射信号波ｇ（θ,ｔ）から
得られる障害物情報は、距離と方向（Ｄ,θ）を用いた
極座標系で与えられ、その位置での反射信号波ｇ（θ,
２Ｄ／ｖ）の強弱が障害物の有無を表している。なお、
音波が球面状に広がる場合、振幅は伝播距離に反比例し
て減衰する。信号波は送波器と障害物間で一度空間を球
面状に広がり、次いで、障害物の表面から再び空間を球
面状に広がる。したがって音波の振幅は、障害物の距離
Ｄの自乗に反比例することになる。すなわち障害物情報
h（Ｄ,θ）は、適当な比例定数をαとすれば、（式５）
で表される。

【００２９】 h（Ｄ,θ）＝｜ｇ（θ,２Ｄ／ｖ)｜×α／Ｄ² ……（式５）で表される。角度指令値発生部５が発生するθに関し
て、距離Ｄを変化させながら障害物情報h（Ｄ,θ）の強
度を画像の濃淡として表示すれば、二次元的な障害物情
報が得られる。また、障害物情報h（Ｄ,θ）を適当なし
きい値により２値化すれば、障害物までの距離の数値情
報が得られる。この情報をもとに予め設定した安全距離
と比較し、接近し過ぎた場合には運転者に警告等を発す
る。これにより、見落としを防止したり、車両が安全に
移動できる範囲を算出でき、運転者に分かりやすく表示
できることは言うまでもなく、本方法を自動移動車両等
に用いれば、障害物を容易に検出できる。

【００３０】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図５は本発明の第２の実施例における多重信号波発生回
路のブロック図である。この多重信号発生回路は、第１
の実施例における信号波発生回路を拡張したものであ
る。受波器アレイの各受波器が送受信可能な素子で構成
されており、受波器アレイと送波器アレイとを共用でき
る点が第１の実施例と相違している。もちろん送波器ア
レイと受波器アレイを別個に用意しても良い。図におい
て、Ｒ1〜Ｒnは受波器を兼ねた送波器、Ｃ1〜Ｃnは送受
信回路を切り替えるスイッチ、Ｇ1〜Ｇnはトリガ信号の
入力によって規定のバースト信号を発生する信号波発生
回路である。また、３０は外部から与えられた指令値に
応じた周波数の矩形波を発生する遅延時間発生回路、３
１はクロックを計数するアップダウンカウンタ、３２は
カウンタの計数値に応じて一つの出力を真にするデマル
チプレクサ、３３はスタート信号を保持するラッチ回路
である。

【００３１】着目方向θに指向性を持つ信号波を送波す
る場合を考える。θ＞０すなわち図４における着目方向
のように右方向に指向性を合わせる場合には、Ｒ1から
Ｒnまでｉを増加させて順次バースト波を経路差に応じ
て遅延量を増加させながら左から右の送波器に送波して
いけば良い。このようにすれば、全ての送波器から送波
された信号波の位相が着目方向θに対して同位相とな
り、波の重ね合せによって信号波強度が極大となる。

【００３２】第１の実施例と同様に送受波器の間隔をｄ
とすると、右隣の送受波器との間の遅延時間、すなわち
ｉ番目の送受波器においてはＲiとＲi+1間の遅延時間Δ
ｔ、は（式６）で表される。

【００３３】 Δｔ＝ｄ・ｓｉｎθ／ｖ ……（式６）ここで、θ＜０の場合にはΔｔも負の値となり、上述し
たのとは逆に右から左の送受波器、すなわちＲnよりＲ1
までｉを減少させて順次バースト波を送波する必要があ
る。そこで、本実施例の多重信号波発生回路には、予め
算出した遅延時間Δｔの絶対値と符号の向きを与える。
遅延時間の絶対値｜Δｔ｜を遅延時間の指令値として遅
延時間発生回路３０に入力し、その符号の向きをアップ
ダウンカウンタ３１の加減切替信号として入力する。

【００３４】本実施例の多重信号波発生回路の動作を、
図６に示すタイミングチャートと図５を用いて説明す
る。上述したように予め遅延時間の指令値と加減切替信
号を信号波発生回路Ｇ１〜Ｇｎに入力する。図６では、
θ＞０すなわち加算の場合を示している。送波器Ｒ1〜
Ｒnの個数ｎは、簡単のために３とする。スタート信号
が入力されると、遅延時間発生回路３０は遅延時間の指
令値に応じた周期で送信し始め、それとともにスタート
信号がラッチ３３に保持され、スイッチＣ1〜Ｃnが信号
波発生回路Ｇ1〜Ｇn側に切り替わる。

【００３５】遅延時間発生回路３０の出力信号をアップ
ダウンカウンタ３１が計数し、その結果、デマルチプレ
クサ３２の出力が順次真となる。信号波発生回路Ｇ1〜
Ｇnは、デマルチプレクサ３２の出力が真になった順に
バースト波を発生する。アップダウンカウンタ３１が４
個目を計数すると、キャリ信号が出力されラッチ３３が
リセットされる。このとき、スイッチＣ1〜Ｃnは受信側
に切り替わり、アップダウンカウンタ３１は停止され
る。

【００３６】θ＜０の場合、すなわち加減切替信号が減
算の場合は、アップダウンカウンタ３１に送波器Ｒ1〜
Ｒnの個数ｎをプリセットし、計数のたびに減算する。
本実施例によれば、各送波器から順次バースト波を送信
する際に、経路差に応じて送信を遅延させているので、
アレイ状に配置された各送波器から送信された信号波は
互いに干渉し、あたかも指向性を持っているかのように
振舞い、送波方向を絞ることができる。このようにして
着目方向に指向性を絞った信号波を送信し、第１の実施
例と同様の方法で受信すれば障害物までの距離を正確に
計測できる。本実施例によれば、順次着目方向を方位毎
に走査したので二次元的な障害物情報が得られる。ま
た、障害物を探査しようとする範囲を全範囲とはせず
に、特定方向のみに絞りその範囲にのみ信号波を送信し
たので、特定方向以外にある障害物からの多重反射など
の雑音の影響を低減できる。なお、本実施例ではバース
ト波を用いているが、バースト波は離散状の波であるの
で、周囲に既に存在する各種音源からのノイズと識別が
容易になり、測定精度が向上する。

【００３７】次に、本発明の第３の実施例を図７及び図
８を用いて説明する。図７は、ｎ個の受波器Ｒ1〜Ｒnを
備えた受波器アレイ７０の両端に２つの送波器７１、７
２を設けた例を示したものである。図８は、各送波器が
送信する信号波の様子を示す模式図である。図中の位相
の基準線８０は、受信波を重ね合わせる際に着目方向θ
へ送信した信号波の位相が同一になると考えられる位置
を結んだ線である。本実施例では、送波器７１から送信
された信号波と送波器７２から送信された信号波にとを
別個に計測し、両方の受信信号波を重ね合わせている。
その際、それぞれの測定結果はそれぞれの送波器７１、
７２が信号波を送波した時刻を０として計測しているの
で、送波器の位置の違いに起因する経路差の相違を考慮
して重ね合わせる必要がある。受波器アレイの長さを
Ｌ、着目方向をθとすると、位相の基準線と送波器７
１、７２との経路差ｒは、（式７）で表される。

【００３８】ｒ（θ）＝Ｌ/2・sinθ ……（式７）送波器７１、７２から送信された各信号波は、位相の基
準線に対し（式８）で表される時間の分だけ位相差を有
しているとする。

【００３９】 Δｔ（θ）＝ｒ（θ）／ｖ ……（式８）これにより、着目方向θについての計算の際に両方の送
波器から送信された信号波が反射して得られた受信波を
重ね合わせることが可能となる。

【００４０】つまり図８において、送波器７１から送信
された信号波が反射して得られた受信波については（式
８）から得られたΔｔの分だけ位相を遅らせ、送波器７
２から送信された信号波が反射して得られた受信波につ
いては（式８）から得られたΔｔの分だけ位相を進めて
重ね合わせる。これにより、受波器の数はｎ個のまま
で、２ｎ個のデータの加算として計算できる。アレイ開
口長さに比較して障害物が遠距離にあって反射波を平行
波と近似できるときには、１つの送波器が原点に置か
れ、その開口長が２倍である受波器アレイに等価であ
る。したがって、アレイ開口長や受波器の個数を変えず
に、反射信号波を受波した時の指向特性、すなわち、障
害物の位置を特定するときの角度方向の分解能を向上で
きる。

【００４１】次に、これらの障害物検出装置を用いた実
施例を以下に説明する。車両運転において、測定すべき
角度範囲について障害物までの距離を算出し、極座標系
での障害物の位置および輪郭を求める。その結果を図形
情報として表示する。このとき車両の上面図とともにこ
の結果を表示すると、運転者に障害物までの距離である
奥行き方向の情報を分かり易く伝達できる。得られた障
害物の位置情報をもとに車両が安全に移動できる範囲を
算出し、安全境界や安全な移動経路または操作などを運
転者に提示すれば、さらに有効である。

【００４２】また、後方の障害物について、運転者がバ
ックギアを選択したときなど後退のための操作を行なっ
たときに、障害物表示装置を作動させる、あるいは算出
された障害物までの距離が予め設定した安全距離よりも
接近した場合に障害物表示装置を作動させると、運転者
の注意を喚起できる。後者の場合、表示装置を作動させ
るとともに警告音や警告灯をも作動させれば、より効果
的である。

【００４３】さらに、障害物表示装置の表示器として車
載テレビまたは車載ナビゲーションシステムの表示器を
利用し、障害物表示装置の作動時に必要に応じて切り替
えて使用すれば装置を安価に実現できる。

【００４４】また、障害物検出装置の信号波として可聴
帯域２０〜２００００Ｈｚ、より好ましくは５０〜１０
０００Ｈｚの音波を用いれば、障害物検知のための信号
波をそのまま車両周囲の歩行者などに注意を喚起する警
告音として利用できる。一般的に、送波器から送波され
る周波数が高いと、送波された信号波に減衰が生じやす
く、一方周波数が低すぎると最終的にえられる情報の分
解能が低くなる。したがって、上記周波数範囲が好まし
く、本発明者等の実験によれば４０００Ｈｚ前後（３ｋ
Ｈｚから５ｋＨｚ）の場合に最も顕著な効果を生じてい
た。なおこの場合、送波器の共振周波数は可聴帯域であ
るから、信号波を送波していない遊休時には車両周囲の
歩行者などに注意を喚起する警告音を発声するスピーカ
として用いることができる。

【００４５】さらに本発明において、合成された受波信
号から得られた情報を車両のブレーキシステムやステア
リングシステムと連動させれば、車両の障害物への衝突
等を未然に防止できる。これは、車両が特に無人車や動
力装置付きの車椅子のときに有効な方法である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、障
害物の距離だけでなく位置を把握できるため、どのよう
に進路を変更すれば衝突が回避出来るかという情報を車
両の運転者に伝達することができる。これにより、運転
者の安全運転を支援する安全運転支援システム及び安全
運転支援方法を構築できる。◆さらに、これら安全運転
支援システム及び安全運転支援方法において、指向性を
有する信号波源を用いて、特定方向のみに信号波を送信
したので、特定方向以外からの反射波の強度を低減で
き、信号波の多重反射などによる雑音の影響を低減でき
る。◆また、受波器アレイの開口幅及び素子の個数を変
化させることなく障害物位置測定の角度方向の分解能を
向上でき、安全運転支援システム及び安全運転支援方法
を構築できる。◆また、車両に取り付けた映像装置、例
えば車載テレビや車載ナビゲーションシステムの表示器
を利用し、必要に応じて切り替えて使用することで安全
運転支援システムを安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る障害物表示装置の一実施例のブロ
ック図である。

【図２】発明に係る障害物検知装置の一実施例における
受波器アレイの構成図である。

【図３】本発明に係る障害物検知装置の一実施例に用い
る受波器アレイを車両に取り付けた図である。

【図４】本発明の障害物検知の原理を説明する図であ
る。

【図５】本発明の障害物検知装置の他の実施例に用いら
れる多重信号波発生回路のブロック図である。

【図６】本発明に係る障害物検知装置の一実施例に用い
られる多重信号波発生回路のタイミングチャートであ
る。

【図７】本発明に係る障害物検知装置の一実施例に用い
られる送波器の配置を示す図である。

【図８】測定結果の重ね合せの原理を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１……信号波発生回路、２……送波器、３……受波器ア
レイ、４……Ａ／Ｄ変換部、５……障害物、６……角度
指令値発生部、７……位相制御部、８……信号合成部、
９……表示部、Ｒ1〜Ｒn……受波器、Ｍ1〜Ｍn……メモ
リ、Ｓ1〜Ｓn……位相補正部、４０……反射波における
位相の基準線、５０……遅延時間発生回路、５１……ア
ップダウンカウンタ、５２……デマルチプレクサ、５３
……ラッチ、Ｇ1〜Ｇn……信号波発生回路、Ｃ1〜Ｃn…
…スイッチ、７１、７２……送波器、８０……信号波に
おける位相の基準線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田朋之茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者三宅徳久茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者中村庸蔵神奈川県座間市広野台２丁目4991番地株式会社ザナヴィ・インフォマティクス内 (72)発明者平田透神奈川県座間市広野台２丁目4991番地株式会社ザナヴィ・インフォマティクス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の周囲に位置する物体を音波もしくは
超音波からなる信号波を用いて自動的に検出し、車両の
安全運転を支援する安全運転支援システムにおいて、前記信号波を送波する少なくとも１個の送波器と、この
送波器から送波され、物体に反射した反射波を受波する
複数の受波器と、この各受波器で受波した信号の位相を
補正する位相補正手段と、この位相補正手段により補正
された信号を合成する信号合成手段とを備えたことを特
徴とする安全運転支援システム。
【請求項２】車両の周囲に位置する物体を自動的に検出
し、車両の安全運転を支援する安全運転支援システムに
おいて、移動可能な音源と、この音源から送波された信号波を受
波する複数の受波手段とを有し、この複数の受波手段に
より受波された夫々の受波信号波を補正して合成する合
成手段とを有することを特徴とする安全運転支援システ
ム。
【請求項３】車両の周囲に位置する物体を音波もしくは
超音波からなる信号波を用いて自動的に検出し、車両の
安全運転を支援する安全運転支援システムにおいて、物体で反射された前記反射波を検出する複数の検出手段
と、この夫々の検出手段と物体間の距離に応じて前記反
射波を補正する補正手段と、この補正された夫々の反射
波を合成する合成手段とを備えたことを特徴とする安全
運転支援システム。
【請求項４】前記安全運転支援システムは車両を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記
載の安全運転支援システム。
【請求項５】前記信号波は離散的なバースト波であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の安全運転支援
システム。
【請求項６】前記位相補正手段は、各受波器の受波信号
波が入射した方向ごとにこの信号波の位相を補正するこ
とを特徴とする請求項１に記載の安全運転支援システ
ム。
【請求項７】車両の周囲に位置する物体を音波もしくは
超音波からなる信号波を用いて自動的に検出し車両の安
全運転を支援する安全運転支援システムにおいて、バースト波の信号波を送信する少なくとも１つの送波器
と、この信号波が物体に反射して生成される反射波を受
信する複数の受波器と、受波された複数の信号を所定方
向毎に位相補正し、この所定方向ごとの反射波を各受波
器について求めた後に夫々重ね合わせて合成波を生成す
るデータ処理手段とを備え、このデータ処理手段は、前
記信号波の送信時刻と、前記合成波から得られた前記所
定方向からの反射波の到着時刻とに基づいて物体までの
距離を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする安
全運転支援システム。
【請求項８】前記各受波器は送波器と共用であり、前記
送波器の各々は所定方向及び各送波器の相対位置に基づ
いて異なる時間遅れを与えて信号波を送信することを特
徴とする請求項７に記載の安全運転支援システム。
【請求項９】前記送波器は信号波を時分割して送信する
ことを特徴とする請求項７に記載の安全運転支援システ
ム。
【請求項１０】前記演算手段により求められた物体まで
の距離に基づいて車両から物体までの距離を２次元的に
表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項９に
記載の安全運転支援システム。
【請求項１１】前記表示手段は、車両に備えられた車両
後退手段が操作されたときに動作することを特徴とする
請求項９に記載の安全運転支援システム。
【請求項１２】前記演算手段から得られた物体までの距
離と、予め設定された距離との比較に基づき、前記表示
手段を動作させることを特徴とする請求項９ないし１１
のいずれか１項に記載の安全運転支援システム。
【請求項１３】前記表示手段は、車両が備える車載テレ
ビまたは車載ナビケーションシステムの表示部であるこ
とを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１項に記
載の安全運転支援システム。
【請求項１４】前記データ処理手段の出力に基づいて、
車両が安全に移動できる範囲を算出する演算手段を有
し、この安全境界を画像を用いて運転者に提示する手段
を設けたことを特徴とする請求項７に記載の安全運転支
援システム。
【請求項１５】前記信号波の周波数が５０ないし１００
００Ｈｚであることを特徴とする請求項１、２または７
のいずれか１項に記載の安全運転支援システム。
【請求項１６】前記信号波の周波数が３ｋＨｚないし５
ｋＨｚであることを特徴とする請求項１、２または７の
いずれか１項に記載の安全運転支援システム。
【請求項１７】車両の周囲に位置する物体を音波または
超音波からなる信号波を用いて自動的に検出し、車両の
安全運転を支援する安全運転支援方法において、車両の外表面部から信号波を送信し、この信号波が物体
に反射して生成された反射波を複数の受波部で受波する
とともにそれらを記憶し、前記反射波が前記複数の受波
部に入射する角度と、各受波部間の相対位置とに基づい
て、前記反射波の夫々の位相を補正し、この補正された
各々の反射波を重ね合わせて前記入射角度に対応する反
射波データを作成し、この反射波データの作成を所定角
度範囲について繰返し、得られた所定角度範囲の反射波
データを２次元表示することを特徴とする安全運転支援
方法。