JPS58205879A - 車両周辺監視装置 - 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、超音波を用いて車両周辺の障害物を検出し、
障害物までの距離を表示すると共に設定距離以内に近づ
いたときには警報を発する車両周辺監視装置に関する。

本願発明者等は、この種の車両周辺サーチアイ装置とし
て例えば第１図に示すようなものを提案している。

第１図において、１は基準クロック発振器であ抄、この
基準クロック発振器１よりのクロックパルスに基づいて
発振タイミング制御回路２で一定周期ＴＰの発信タイミ
ングパルスを作り出して超音波発振回路３に与え、一定
周期Ｔｐ毎に超音波発信器４より超音波パルスを車両の
後方又は側方の警戒領斌に向けて繰り返えし発射してい
る。このように発射された超音波パルスは障害物で反射
されて超音波受信器５に入射し、電気信号に変換されて
受信増幅回路６で増幅した後に、フィルタ付の検波回路
７で受信信号成分のみが取り出されてコンパレータ８に
与えられる。

一方、発信タイミング制御回路２のタイミングパルスは
フリップフロップ９のセット端子Ｓに与えられてフリッ
プフロップ９をセットしてお如、このセット出力により
カウンタ１０が基準クロックパルスの計数を行なってい
る。この状態でコンパレータ８に入力している受信信号
レベルが予め定めた閾値Ｔｈに達すると、コンパレータ
８がＨレベル出力を生じてフリップフロップ９をリセッ
トシ、カウンタ１０の計数が停止される。このときのカ
ウンタ１０の計数値は、超音波パルスを反射してから受
信されるまでの伝搬時間であり、超音波の伝搬速度は定
数として与えられ　　　、結局カウンタ１０の計数値が
障害物までの距離を与える。このカウンタ１０の計数値
はラッチ回路１０でラッチされ、次のカウンタ計数値が
得られるまでの間、表示部１２及び警報部１３の各々に
出力される。

表示部１２はドライバ１２ａと、セブンセグメントの距
離表示器１２ｂを有し、検出距離を例え゛ばメートル単
位で数値表示する。また、警報部１３は、デジタルコン
パレータ１３ａと、警報距離設定器１３ｂを有し、デジ
タルコンパレータ１３ａで検出距離が設定距離以下にな
ることを判別すると警報回路１３ｃを作動してスピーカ
１３ｄより音響警報を出して障害物が警報設定距離に入
ったことを知らせるようにしている。

ところで、車両の周辺に存在する障害物とじては、ガー
ドレール、壁、電柱、他の車両１人等さまざまであり、
障害物の種類によって超音波パルスの反射率が異なるた
めに受信信号レベルが変り、また同じ障害物であっても
超音波パルスの入射角によって受信信号レベルが変る。

例身げ、第２図に示すように、障害物１４の反射率が充
分に高かった場合には、第３図の受信信号Ａに示すよう
に、充分高い受信信号レベルの受信波形が得られ、コン
パレータ８の閾値Ｔｈに達したときにカウンタ１０の計
数を停止して超音波パルスの伝搬時間を得る。この場合
、真の伝搬時間は発信パルスの立上りから受信波形の立
上シまでの時間Ｔｈであるが、閾値Ｔｈに達するまでの
時間△Ｔ１が誤差として含まれる。しかし、△ＴＩによ
る誤差は受信信号レベルが高く、信号波形の立上りも早
いので、極くわずかであシ、実用上は問題にならない。

ところが、障害物１４０反射率が小さい場合には、第３
図の受信信号Ｂに示すように、受信信号レベルが小さく
、シかも信号波形の立上りが小さいため、闇値Ｔｈに達
するまでの時間へＴ、が長くなり、その結果検出距離と
実際の距離との誤差が大きくなる。

特に、第２図において障害物１４′に示すように、超音
波送受信器４，５までの距離が近い場合には、障害物１
４′の反射率が高くとも障害物１４′に対する超音波パ
ルスの入射角が大きくなるため、受信信号レベルの低下
が大きく、このときに第３図の受信信号Ｂに示す誤差△
Ｔ、が生じ、検出距離に含まれる誤差の割合が大きくな
り、障害物までの正しい距離が表示できなくなるという
問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、超音波パルスを発射してから障害物で反射されて
受信されるまでの伝搬時間に基づいて、障害物までの距
離を検出する装置に於いて、検出誤差を低減するため、
超音波パルスの受信信号レベルが所定の閾値に達してか
ら咳閾値を上回る他の１ＩＨｊｌｔに達するまでの時間
を検出し、この検出時間に応した値を補正値として演算
し、上記検出距離を補正するようにして、上記問題点を
解決することを目的としている。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第４図は、本発明の一実施例を示した回路ブロック図で
ある。

まず、構成を説明すると、１は所定周波数の基準クロッ
クパルスを発振する基準クロック発振器、２は基準クロ
ックパルスを分周して一定周期Ｔ？毎に一定パルス幅と
なる発信タイミングパルスを出力する発信タイミング制
御回路、３は発信タイミングパルスに基づいて超音波パ
ルス信号を発振出力する超音波発信回路、４は所定の警
戒領域に向けて超音波パルスを発射する超音波発信器で
ある。

このような超音波パルスの送信系に加えて超音波パルス
の受信系として以下のようなものが使用される。すなわ
ち、５は警戒領域に存在する障害物で反射された超音波
パルスを受信して電気信号に変換する超音波受信器、６
は超音波パルスの受信信号を増幅する受信増幅回路、７
は超音波受信信号に含まれる不要信号成分を除去して受
信成分のみを取り出すフィルタ付の検波回路である。こ
のフィルタ付検波回路７で取り出された受信信号はコン
パレータ１５，１６のそれぞれに与えられている。コン
パレータ１５は閾値’１１’Ｌを有し、受信信号レベル
が閾値ＴＬ以上となった時にＨレベル出力を生ずる。又
、コンパレータ１６はコンパレータ１５の閾値ＴＬを上
回る閾値Ｔ　Ｈを有し、受信信号レベルがこの閾値Ｔ　
Ｈ以上となった時にＨレベル出力を生ずる。小さいレベ
ルの閾値ＴＬを有するコンパレータ１５の出力は、フリ
ップフロップ９のリセット端子Ｒ，に与えられておシ、
このスリップフロップ９０セツト端子Ｓには発信タイミ
ング制御回路２よりの発信タイミングパルスが与えられ
ており、発信タイミング制御回路２の発信タイミングパ
ルスでフリップフロップ９はセットされ、コンパレータ
１５のＨレベル出カニよシリセットされるように構成し
ている。一方、レベルの高い閾値ＴＨを有するコンパレ
ータ１６の出力は、オアゲート１８を介してフリップフ
ロップ１９のリセット端子Ｒに与えられており、このク
リップフロップ１９０セツト端子Ｓには低いレベルの閾
値ＴＬを有するコンパレータ１５の出力が与えられてい
る。従って、フリップフロップ１９は、コンパレータ１
５のＨレベル出力でセットサレ、コのコンパレータ１５
のＨレベル出力に続いて出力されるコンパレータ１６の
Ｈレベル出力でリセットされるように構成している。

すなわち、フリップフロップ１９は超音波パルスの受信
信号レベルがコンパレータ１５のＭ値ＴＬに達してから
コンパレータ１６の閾値ＴＨに達するまでの時間を検出
してＨレベル出力を生ずるように構成している。

尚、コンパレータ１５の出力はワンショットマルチ１７
にも与えられており、このワンショットマルチ１７の出
力するパルス幅は、発信タイミング制御回路２の出力す
る発信タイミングパルスの信号レベルカコンパレータ１
６の閾値ＴＨに達せずにＨレベル出力を生じない時に強
制的にフリップフロップ１９をリセットできるようにし
ている。

一方、発信タイミングパルスの立ち上りでセットされ、
コンパレータ１５のＨレベル出力でリセットされるフリ
ップフロップ９の出力は、オアゲーｔ−ｚ、ｌを介して
アップダウンカウンタ２２のエンナブル端子２２ａに与
えられており、このエンナブル端子２２ａがＨレベルと
なるとアップ／ダウン端子２２ｂがＬレベルにある時、
基準クロック発振器１より与えられるクロックパルスを
アップカウントし、一方、アップ／ダウン端子２２ｂが
Ｈレベルにある時は、クロックパルスのダウンカウント
を行なう。

このアップダウンカウンタ２２のアップカウント及びダ
ウンカウントを制御するため、フリップフロップ１９の
出力がオアゲート２０を介してアップダウンカウンタの
アップ／ダウン端子２２ｂに与えられ、又、オアゲート
２０の出力は、オアゲート２１を介してアップダウンカ
ウンタ２２のエンナブル端子２２ａにも与えられている
。このためアップダウンカウンタ２２は、まずフリップ
フロップ９がＨレベル出力を生ずるセット状態にある間
、クロックパルスをアップカウントし、フリップフロッ
プ９のリセットと同時にフリップフロップ１９がセット
されてＨレベル出力を生ずるとオアゲート２０を介して
出力されるアップ／ダウン端子２２ｂへのＨレベル入力
により予めアップカウントした計数値のダウンカウント
をフリップフロップ１９がセット出力を生じているあい
だ行なって超音波パルスの伝搬時間の計数値を補正する
ようにしている。

アップダウンカウンタ２２の出力は、ラッチ回路１１に
与えられて、超音波パルスの発射周期Ｔ？毎にカウンタ
計数値、すなわち、障害物までの距離に相当する計数値
をラッチ出力し、表示部１２及び警報部１３に与えるよ
うにしている。

この表示部１２及び警報部１３の構成は、第１図の従来
装置に示したと同様に、表示部１゛２についてはドライ
バーとセブンセグメントによる距離表示器が設けられ、
一方、警報部１３についてはデジタルコンパレータ、警
報距離設定器及び音響警報を発する警報回路が備えられ
ている。

次に第５図の信号波形図を参照して作用を説明する。

まず、超音波発振回路３は、発信タイミング制御回路２
の発信タイミングパルスに基づいて一定周期ＴＰ＠に超
音波発信器４によシバルス幅Ｔ０の超音波パルスを繰り
返し発射しておシ、このようにして発射された超音波パ
ルスは警戒領域に存在する障害物により反射され、所定
時間後に超音波受信器５で受信され、受信増幅回路６及
びフィルタ付検波回路７を介して第５図（ｂ）に示すよ
うな受信信号波形がコンパレータ１５，１６のそれぞれ
に入力する。

一方、発信タイミングパルスの立ち上りにより、フリッ
プフロップ９がセットされ、アンドゲート２１を介して
アップダウンカウンタのエンナブル端子２２ａをＨレベ
ルとし、この時、アンプダウン端子２２　ｂｉｄＬレベ
ルにあるので、アップダウンカウンタ２２は、アップカ
ウント状態となり、発信タイミングパルスの立ち上りに
同期して基準クロック発振器１よυのクロックパルスの
アップカウントを開始している。

この状態でフィルタ付検波回路７よりの受信信号がまず
コンパレータ１５の閾値ＴＬに達するとコンパレータ１
５がＨレベル出力を生じ、それまでセット状態にあるフ
リップフロップ９をリセクトシ、アンプダウンカウンタ
２２のアップカウントを停止する。

この時、アップダウンカウンタ２２の計数値は、超音波
パルスを発射してから障害物で反射した反射パルスが超
音波受信器５で受信されるまでの伝搬時間Ｔｎ、すなわ
ち、障害物までの距離を計数した状態にある。

尚、コンパレータ１５のＨレベル出力はワンシ時間後に
作動を停止してその出力をＨレベルに戻す。

又、フリップフロップ９をリセットしたコンパレータ１
５のＨレベル出力は、フリップフロップ０１） １９にも同時に与えられて、フリップフロップ１９をセ
ットし、このため、フリップフロップ１９のＨレベル出
力がオアゲー）２０を介してアップダウンカウンタ２２
のアップ／ダウン端子２２ｂをＨレベルとし、合わせて
オアゲート２１を介してエンナブル端子２２ａもＨレベ
ルとすることにより、フリップフロップ９のリセットと
同時にアップダウンカウンタ２２はダウンカウント状態
となり、７リツプフロツプ９のセット出力により、アン
プカウントした計数値のダウンカウントを開始する。

次いで、フィルタ付検波回路７よりの受信信号レベルカ
コンパレータ１６の闇値ＴＨに達すると、コンパレータ
１６がＨレベル出力を生じ、オアゲート１８を介してセ
ット状態にあるフリップフロップ１９をリセットする。

このフリップフロップ１９のリセットでオアゲート２０
．２１の各出力はＬレベルとなり、その、　　結果、ダ
ウンカウントを行なっていたアップダウンカウンタ２２
の動作が停止する。このようなアップカウント後のダウ
ンカウントにより、第５図（１２１ （ｆ）に示すように、ダウンカウントを行なった時間に
相当する斜線で示す計数値が差し引かれたことに相当し
、そのため、アップダウンカウンタ２２の計数値は、第
５図（＋））に示す受信信号のＯｖからの立ち上り部分
ａに相当する超音波パルスの伝搬時間Ｔｎ’に補正され
る。

このように補正されたアップダウンカウンタ２２の計数
値はランチ回路１１に与えられ、ラッチ回路１１のラッ
チ出力により、表示部１２に障害物までの距離をデジタ
ル数値表示し、又、警報部１３に於いて検出距離が警報
設定距離内に入っているかどうかを判別し、警報設定距
離内に入っている時には、音響善報を発するようになる
。

次に障害物の反射率が低いかあるいは障害物までの距離
が近すぎて超音波パルスの入射角が大きく、受信信号レ
ベルがコンパレータ１６の閾値ＴＨまで達しない場合に
は、第６図の信号波形に示すように、受信信号レベルが
閾値ＴＬに達した時に同様にコンパレータ１５がＨレベ
ル出力を生じ、フリップフロップ９のリセットによりア
ツプカウントを停止するとともにフリップフロップ１９
のセットによりダウンカウントを開始し、同時にワＬ　
Ｌ／　ヘル出力ヲ生シ、受信信号レベルがコンパレワン
ショットマルテ１７が作動を停止してＨレベル出力を生
ずることでオアゲート１８を介してフリップフロップ１
９を強制的にリセットし、ワンラントを行なってアップ
ダウンカウンタ２２の計数値を補正するようになる。従
って、超音波パルに亘る超音波パルスの伝搬時間の差し
引きによる計数値の補正が行なわれ、受信信号が受信さ
れてから閾値ＴＬに達するまでの立ち上り時間が長くな
ってもアップダウンカウンタ２２の計数値は受信信号の
Ｏ■からの立ち上り部分となる計数時間に補正され、距
離の検出誤差を大幅に低減する。

以上説明１７てきたように、本発明によれば、超音波パ
ルスを発射してから障害物で反射されて受信される捷で
の伝搬時間に基づいて障害物１での距離を検出する装置
に於いて、超音波パルスの受信信号レベルが一定の閾値
に達してからこの閾値を上回る他の閾値に達するまでの
時間を検出し、この検出時間に応じた値を補正値として
演算し、上記検出距離を補正するようにしたため、警戒
領域に存在する障害物の超音波反射率が小さいか、ある
いは障害物までの距離が近づいて超音波パルスの入射角
が大きくなることにより、受信信号レベルが小さくとも
、信号レベルに応じた検出距離の補正が行なわれること
から常に障害物までの距離をより正しく検出することが
でき、精度の高い距離検出が行なえることから、装置の
信頼性を大幅に向上することができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願出願人の先行技術の一例を示したブロック
図、第２図は障害物の検出状態を示した□１ 説明図、第３図は受信信号レベルの大きさによる検出誤
差を示した信号波形図、第４図は本発明の一実施例を示
した回路ブロック図、第５，６図は（１り 本発明の作用を示した信号波形図である。 ５・・・超音波受信器　　　　　６・・・受信増幅回路
７・・・検波回路（フィルタ付） ９．１９・・・フリップフロップ　１１・・・ラッチ回
路１２・・・表示部　　　　　　　１３・・・警報部１
５．１６・・・コンパレータ　　　　　１７・・・ワン
ショットマルチ１８．２０．２１・・・オアゲート　　
　　２２・・・アップダウンカウンタ２２１１・・・エ
ンナブル端子　　　　２２ｂ・・・アップ／ダウン端子
（１０ −４４５− 第６図 （ヴリ〉つり一ト）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波パルスを発射してから障害物で反射されて受信さ
   れるまでの伝搬時間に基づいて、障害物までの距離を検
   出する車両周辺監視装置に於いて、上記超音波パルスの
   受信信号レベルが所定の閾値に達してから該閾値を上回
   る他の閾値に達するまでの時間を検出する検出手段と、
   該検出手段の検出時間に応じた値を補正値として演算し
   、上記検出距離を補正する補正手段とを有するととを特
   徴とする車両周辺監視装置。