JPS58185352A - 自動車近傍障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車の側方の死角位置等の近傍に存在する
障害物を検知し、特に大型自動車の左折時に生じる死角
事故等をなくすための左側方障害物積卸用として有効な
自動車近傍障害物検知装置に関する。

近年、左側通行を採用している我国において、大型トラ
ックの左折時に生じる巻込み事故が大型車の増加に牛い
大きな社会問題となり関係当局が中心になって改善検討
が進められている。この具体的対策として大型車の運転
席を低位置にする方法、左ハンドルにする方法、左側ド
ア下方視界の改善、電波や光による左側方の障害物検知
などが考案されており、関係機関やメーカで漬甑的な暎
討が進められている。この結果、車側方のサイドガード
や左側ドア下方視界改善窓の採用などが具体化している
。

サイドガードは大型車の前輪と後輪の間にガードレル式
に取付けたもので、後輪による巻込みを事前に防止する
ものである。

この効果＃′ｉ認められてい、るが、サイドガードに触
れる状態に接近した自転車やオートバイ等は転倒する場
合が多く、後輪に巻込まれる危険は改善されて込ない。

そのため最近ではサイドガードに吻が触れると１転席に
警報が鳴るものもあυ、改善・されつつある。

また最近取付けを推奨している左側ドア下方窓について
は視界の改善には役立つものの、限られ九範囲のもので
、左側方全域の対策にはなっていない。

その他、電波を使用して自動車周辺の障害物を検知し、
警報する装置は種々噴射されているが、左折時に生じる
事故対策用として１差され九本のはほとんどなく、今後
の課題となっている。

本発明の目的は、車輛の左側方にある障害物を検知して
運転者に警告する自動車近傍ｘｉ物検知装置を提供する
ことにある。

本発明は、車輛の最前部から後輪までの少なくても一側
面に超音波送・受信器を複数個差べて障害物までの距１
＊を検出し、さらに車速とノ・ンドル角省号をマイクロ
コンピュータで演算して障害物との相対位置を求めるこ
とにより危険な場合には運転者に警告しようというもの
である。

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には本発明の一実ｍＺＪが示されている。

図において、車輛の左側面には最前部ドアと、その後方
に送・受信センサ１．２を、サイドガード６に送・受信
センサ３，４．５を地上高１〜１．５ｍ、間隔１ｍ楊度
で、送・受信アンテナを水平方向か、またＶｉ１０１ｊ
ａ度下万へ向けて固定したものである。各送・受信セン
サは接ｄｌａ７で信号演算処１回路８に接続されている
。

信号演算処理回路８には、送・受信センナの電源の他に
車速センサ９からの信号と、ノ・ンドル角センサ１０の
信号が入力され、障害物までの距離とハンドル角、車速
を考慮した演算処理が行われ、時間と共に変化する障害
物と車輛との相対位置が二次元表示装置１１に表示され
る。

ｔ４２図は、運転席計器盤に設けられた二次元表示装置
１１を示すもので、操作スイッチ１２か、もしくけウィ
ンカ−レバーを左折にすると表示状１１になる。表示画
面上では自車の左サイドライン１３が画面の右側に表示
され、！−の左側方の障害物のアウトライン１４が画面
の左側に表示される。画面上の目盛は１目＠０．５メー
トルの長さに女つ・ており、ｊｉｉ面上で車輛と障害物
がどの８度接近した状態にあるか時々刻々変化する様子
を明瞭に表示することができる。

車輛と障害物がかなり接近していてもノ・ンドルがｉｉ
Ｉ遣方同方向っていれば障害物と平行に走行することに
なり危険とは判断しない。

警報を出す障害物までの距離の設定は操作ツマミ１５で
ある程度可変できＳようになっており、設定距離以内に
車輛が接近した場合、また設定距離以上であってもハン
ドル角が大きく危険と判断される場合には警告灯１６が
点灯すると共に警報ブザ−１７が鳴りだすようになって
いる。なお動作表示灯１８は操作スイッチ１２で点灯す
る。

またハンドル角と共に車速信号から車速によって警報す
る時間を可変しており、接近警報設定距離外にあっても
車速か速い場合ＫＶｉ早目に予測警報を鳴らすようにな
っている。

そのため障害物までの距離だけを計測する従来方法に比
べて本発明はハンドル角度と車速の情報を加えて車輛の
進路と到達距離および到達時間を予測する機能を持たせ
た画期的な方式である。

その他計器盤には通常の各種レベル計１９、ウィンカ−
表示２０、スピードメータ２１が配置されている。

この装置のシステムブロック図を第３図に示す。

超音波送信！２２，２４，２６．２８に各々超音波送信
器２３，２５，２７．２９が対応し、送・受一対になっ
ている。

６送・受信器はタイミング回路３０のタイミング信号で
動作し、近接物体で反射してきたｔ波は、スキャナ回路
３１内のカウンターによって距離に対応した時間信号と
して記録される。

この距離信号と７・ンドル角センサ１０および車速セン
サ９の信号を入出力ボート３２にｆｆｃｄし、マイクロ
コンピュータ３３で演算する。これらの結果を二次元表
示器３４に表示すると共に警報器３５で警報するように
なっている。

このスキャナ回？ｊｌＩ３１の内容は第４図に示すタイ
ずング回路とカウンタ回路で構成されている。

第４図において超音波送信器２２，２４，２６゜２゛８
はそれぞれの回路に設けたスイッチ回路３６で０Ｎ−０
１ｉ’Ｆｌ、、そのタイミングはタイミング回路３０か
らの信号で動作する。超音波送信器１源３７は各送信器
に共通に用いている。

受信！２３，２５，２７．２９で受信した信号は障害物
までの距離に対応したクロノクツくルス発振器３８のパ
ルス数だけ各々のカウンタ３９に記録される。そして取
込み信号Ａｈスによってインタフェース４０を経てそれ
ぞれマイクロコンビエータ３３に入力し、同じタイきン
グで入力した車速信号と・・／ドル角信号と共に演算九
理が行なわれる。

この信号処理のフローチャートを＠５図に示す。

最初にタイミング回路３０からのデータ取込みのタイミ
ング信号の判別をステップ４１において行い、このステ
ップ４１において信号が来たと判定すると各カウンタ３
９に記録されていた距離信号とさらに車速信号、ハンド
ル角信号のデータ読取りをステップ４２において行う。

続いてこの３信号のデータ処理をステップ４３において
行い、そのまま走行したら衝突や接触の危険があり、直
ちに減速するか、ノ・ンドルを操作する必要があると判
断される状態の場合に警報を鳴らすように設定しである
。この判断は障害物までの距離ｄ、ｉ速ｖ１ハンドル角
θの関数で表わされる。

警報値人＝ｊ　（ｄ、ｖ、θ） 次いで各信号ｍは表示器へデータ出力をステップ４４に
おいて行ない表示器にステップ３４において表示すると
共にその状４が危険状態であるか否かをステップ４５に
おいて判定する。このステップ４５において危険状態で
あると判定すると一２１１間ステップ３５において警報
器を鳴らした後再び最初のデータ填込みのタイミング信
号のステップ４１に戻すようになっている。

第６図は第７図に示すような１台の送信器からの信号を
超音波導波管を用いて５ケ所の送信アンテナに分配し、
それぞれの位置に設けた受信器で受信する場合のタイム
チャートである。

第６図■に示す如き送信パルス４６が発信した後、各送
信アンテナまでの伝搬時間遅れ４７を第６図（００ωｙ
Ｏに示す如く各受信器ごとに設け、電波が送信アンテナ
を出る時点から受＠器ゲート開放時間４８を設定してち
る。そのゲート開放時間４８の中で受信された１号が、
第４図のカウンター３９に記録され、続いて第６図■に
示す如きデータ堆込みタイミング信号４９でインターフ
ェース４０＆経てマイクロコンピュータ３３に入力する
うその取込み時間５０を設定した後、再び送Ｑｌ　ハル
ス４６が発信するようになってｈる。

第７図は第６図のタイムチャートの具体的構成で超音ｅ
送・受信器を車輛の側方に取ける場合の−構成例を示す
本ので、長さ５ｍ、直径２備の誘電体パイプ５１の一端
に超音波送信器５２を接続し、そこから１ｍ間隔に５個
の分岐回路を備え、その先端にホーンアンテナ５３を設
け、その方向を一定にし、送信器５２からの電波を各ア
ンテナから等レベルで放射するようになっている。

障害物からの反射波は各分岐回路ごとに設けた受信器５
４，５５，５６，５７．５８で受信される。なお送信′
を彼５９と受信電波６０は矢印のようになっている。

ホーンアンテナ５３は塵埃や水の浸入を防ぐためにＳ−
を体パイプ５１から垂直に下げてから水平方向に曲げた
構造になっている。

車輛への実装は８ｇ８図に示すように車体く沿わせて誘
電体パイプ５１を埋め込み、送・受信アンテナを外側に
受けて固定しである。

誘電体パイプは金属製でも使用することができる。

障害物検知を必要とする過大距離は種々異なるが、例え
ば３ｍとすると音速の往復所要時間は１１７．８ｍ５ｅ
ｃであや、２０　ｍ　ｌｅｃ程度ゲーＦを開いておき、
さらに離れた物体からの反射はレベルの低下と時間遅れ
が大きいため除外している。

各ホーンアンテナ５３からの電波は指向性を鋭く絞っで
あると共に、受信器５４，５５，５８゜５７．５８の受
信アンテナ特性も指向性が絞っであるため、斜め方向か
らの反射波には検出感度が得られない。そのため一対づ
つ対応した送・受信器以外の電波はほとんど受濡できな
い。

纂９図は超音波送・受信器を送・受一体型のホーンアン
テナに内蔵した構成例でダブルホーンアンテナ６１の内
部に送信素子６２と受信素子６３が内蔵されており、各
素子からのリード榊６４が外部に出ている。送信電波５
９と受信（反射）電波６０は矢印のようになり、１輛に
取付けるための孔６５が２１１１設けである。

送信素子６２と受信素子６３け防滴型のセラミック系圧
電素子を用いており、汚れヤ水滴による影響は小さいも
のである。

第１０図は第９図の超音波送・受信器を大型トラックの
左側面に５組み装着した状１を示すもので各々の送：受
信器の動作時間をづらして発射し、複数個の送信器によ
って生じる受信器側の相互干渉をなくしている。

また動外時間差を与える代りに６送・受信器の周波数を
づらしておけば同時に動作させることは可能である。

第１１図はすでに説明した第９図の送・受一体型のセン
ナの変形例で、シングルホーンアンテナ６６の内部には
セラミック系圧電素子による送信素子６２があり、電源
リード６４が外部に出ている。送信を彼５９と受信電波
６ｏは矢印のようになり、車体に取付けるための孔６５
が２個設けである。

一般に圧電素子の送信（発揚）は共振点を用い、受信は
反共振点を用いるのが通例であるが、本発明では一つの
圧電素子の共振点で送信と受信を行うもので、受信効率
の低下は後段の１号処理回路で補正するものである。

またこの逆の吏い方として、反共振点で送信と受信を行
うことも可能である。

第１２図は圧電素子の共娠特性を示したもので、共［１
％性カーブ６７と共振点６８、反共振点６９を示す。

この方式は圧″４素子の数を鏝小限にすることができる
と共に小型のセンサを作ることが可能で多数個センサを
必要とする場合には有効な方法である。

本実施例に用いた圧ＩＪＡ子はセラミック系のものを使
用したが、有機系の圧ｔ；Ｊ子でもまったく同様な構成
が可能である。

したがって、本実施例によれば、車輛の左側方に存在す
る障害物を検知するばかりでなく、ハンドル角と車速を
考慮して、このｉｔ進行すれば危険が生じると予測判断
機能を待たせることができるため左折時に頻発していた
巻込み事故をなくすのに大きな効果があることは明白で
おる。

また本発明のシステムは低価格の超音波送・受信器を使
用し、二次元表示装置には量産性のある液晶を用いてお
り、全体装置として２０に￥相変で製作することは可能
である。本装置は大型トラックを始め各種自動車にも適
用することができるため安全性向上に与える効果は大き
いものがある。

なお、本発明を応用し、右ノ・ンドル単に対する右折時
右側方障害物検知はちとより゛、運転席直前の死角位置
障害物検知、後方障害物検知など自動車の必要とする一
側面にセンサを取り付けることにより、どのような自動
車近傍の障害物検知にも有効となることは言うまでもな
い。

以上説明したように、本発明によれば、車輛の左側方に
ある障害物を検知して運転者に警告することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、ＭＸ２図は運転席計器
盤の説明図、１１１３図は本発明装置のシスｆムーｊロ
ック図、第４図は送信タイミング回路および受信カウン
タ回路とマイクロコンピュータ接続図、！Ｉｓ図は信号
処理のフローチャート図、第６図は信号のタイムチャー
ト図、第７図は送信器共通形の構成図、第８図は送信器
共通形の実装状ｍ＊明図、ｗ＆９図は送・受１ｄ４一体
型の構成図、４１１０図は送・受信器一体型の実装状態
説明図、第１１図は送・受一体素子型の構成図、第１２
図は圧電素子の共振特性グ？フである。 １．２，３，４．５・・・送・受信器、６・・・サイド
ガード、７・・・＊＃！ｌ線、８・・・信号演算処理回
路、９・・・車速センサ、１０・・・ハンドル角センサ
、１１・・・二次元表示装置、１３・・・左サイドライ
ン、１４・・・アウ、トライン、１６・・・警告灯、１
７・・・警報ブザ−，２２，２４，２６，２８・・・超
音波送信器、２３゜２５．２７．２９・・・超音波受信
器、３０・・・タイミング回路、３１・・・スキャナ回
路、３３・・・マイクロコンピュータ、３４・・・二次
元表示器、３５・・・警報器、３８・・・クロック発振
器、３９・・・カウンター、４６・・・送信パルス、４
９・・・データ取込みタイミング１号、５０・・・取込
み時間、５１・・・ＷＩ＃１体バイブ、５３・・・ホー
ンアンテナ、５４，５５，５６，５７゜５８・・・受信
器、５９・・・送信電波、６０・・−受信１波、６１・
・・グブルホーンアンテナ、６２・・・送信素子、６３
・・・受Ｉ′！Ｉ素子、６６・・・シングルホーンアン
テナ、６７・・・共振特性カーブ。 代理人　弁理士　高橋明夫 第３ｍ ２．／ｌｙ′−″ 第千開 第５図 ０づ 茶８図 第９　口 第１Ｏ（２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自動車の少なく屯−側面に超音波送・受信器を複数
   個適当表間隔で設置して各送信器からの電波を時間差を
   設けて車体の該側方に放射する第１の手段と、該第１の
   手段から放射される電波の近接物体から反射してくる電
   波を送受対応した受信器で受信して部体までの距離を計
   測するＷｋ２の手段と、該第２の手段における計測結果
   と車速とハンドル回転角の信号に基づき該側方の障害物
   との相対位置をマイクロコンピュータで演算処理する＠
   ３の手段と、該第３の手段における処理の結果進行方向
   と車速を考慮して危険が伴う場合警報を発する第４の手
   段とからなることを％徴とする自動車近傍障害物検知装
   置。 ２、特許請求の範囲ａｔ項記載の発明において、各超音
   波送受信器から得られた距離信号と車速信号およびハン
   ドル回転角センサによる信号を演算し、車体の一側方に
   ある障害物のアウトラインを運転席計器盤附近に設けら
   れている二次元表示装置に表示するように構成したこと
   を特徴とする自動車近傍障害物検知装置。 ３、特許請求の範囲ｄＸ１項記載の発明において、各超
   音波送受信器の送信周波数を一対毎に異ったものＫして
   隣接した送受信器の相互干渉なしに各々のセンサが障害
   物までの距離を計測できるように構成したことを特徴と
   する自動車近傍障害物検知装置。 ４、％許精求の範囲第１項記載の発明において、超音波
   送信器を適当な長さと形状の超音波導波管の一端に設置
   し、導波管には一定間隔で分岐管を複′数個一方向に設
   け、その先端をホーンアンテナ状にして、送信電波を各
   分岐から等しいレベルで放射し近接物体からの反射波を
   各分岐毎に入力信号ゲート時間に差を設けた受信器で受
   信し、各センナ毎に障害＊１での距離を計測できるよう
   に構成したことを特徴とする自動車近傍障害物検知装置
   。 ５、特許請求の範囲第１項記載の発明において、超音波
   送受信動作を１つの圧電素子の共振点もしくは反共振点
   で時分割方式で行うように構成したことを％微とする自
   動車近傍障害物検知装置。 ６、特許請求の範囲第１項記載の発明において、超音波
   送受信器を自動車の側方のサイドガードに取付けたこと
   を特徴とする自動車近傍障害物検知装置。