WO2004083889A1 - 障害物検知装置 - Google Patents

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Yutaka Watanabe
Takashi Yoshida
Akira Ishida
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Matsushita Electric Industrial Co. Ltd.
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Abstract

障害物検知装置は、所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部（１１）と、障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部（１２）と、距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、各方位に放射されたビームの放射角度範囲内において２次元的に展開された図形を障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して出力する障害物画像作成部（１４）と、障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部（１５）とを備える。

Description

明細書 障害物検知装置 技術分野
本発明 は、 障害物検知装置に関 し、 よ り 特定的には、 車 両に搭載 され、 車両周 囲の障害物 を検知 して表示する 障害 物検知装置に関する。 背景技術
従来の障害物検知装置 （以下、 第 1 の障害物検知装置 と 称する ） と しては、 所定の角度範囲内の障害物 を検知する レーダを用いて、 隣接車線の他車両お ょ ぴ車両後方の障害 物 を検知する も のが あ る 。 第 1 の障害物検知装置は、 障害 物 を検知する と 、 障害物を検知 した方位を示す表示 ラ ンプ を点灯 し、 障害物ま での距離を数字で表示する。
ま た、 他の障害物検知装置 （以下、 第 2 の障害物検知装 置 と 称する） と しては、 レーダを用 いて 自 車両周囲の障害 物 を検知 し、 検知 した障害物の形状を表す画像を表示する も の が あ る 。 第 2 の障害物検知装置は、 レーザ レー ダ を用 いて正確に検知 した障害物の位置を点データ と して蓄積 し 、 蓄積 した点デー タ に基づいて障害物の外形を表す線図 を 描画する こ と に よ り 、 自 車両周囲の地図 を作成する。
しか しなが ら 、 第 1 の障害物検知装置は、 方位を示すラ ンプの点灯 と 距離を示す数値 と で障害物の位置を表すため 、 運転者が 自 車両 と 障害物の位置関係 を直感的に把握する こ と は困難である。
ま た、 第 2 の障害物検知装置は、 検知 した障害物の外形 を線図で表 した地図 を表示する ので、 運転者は 自 車両 と 障 害物の位置関係を容易 に把握でき る 。 しか しなが ら 、 第 2 の障害物検知装置は障害物の位置を点 と して検知する ため
、 ビー ム広が り 角 が非常に狭い レーザ レーダを備えてお り 、 一般に レーザ レーダは高価なため装置全体の コ ス ト が非 常に高価になっ て しま う 。
そ こ で 、 比較的安価な、 超音波 レーダま たは電波 レーダ を用 い る こ と が考え られる。 し力 し、 超音波ま たは電波の ビー ム の広が り 角 を狭 く する た め に は、 超音波を放射する ホー ンま たは電波を放射する ア ンテナを非常に大き く する 必要が あ り 、 車両に大き な設置スペース を確保 しな ければ な ら なレヽ と レヽ ぅ 問題が生 じ る。 つま り 、 ビー ム の種類が レ 一ザ、 音波お よ び電波のいずれの場合で も 、 コ ス ト ま たは 設置性の問題が あ る た め、 広が り 角 が非常に狭い ビー ム を 放射する レーダを障害物検知装置に用 い る こ と は現実的で はない。
それ故に、 本発明 は 、 ビー ム広が り 角 が比較的広い レ ー ダを用 いて障害物を検知する 場合で も 、 自 車両 と 障害物 と の位置関係を運転者に と つ て直感的に把握 し易 く 表示する 障害物検知装置を提供する こ と を 目 的 と する。 発 明 の 開 示
上記 目 的 を達成す る た め に 、 本発 明 の第 1 の 局面 は、 車両に搭載 さ れ、 車両周 囲の障害物を検知 して表示する 障 害物検知装置であ っ て、 所定の広が り 角 を有する ビー ム を 複数の異な る方位に向 けて順次的に放射 し、 各方位におけ る 障害物か ら の反射波を受信する こ と に よ り 、 各方位につ いて ビー ム の放射角度範囲内 に存在する 障害物 を検知する 障害物検知部 と 、 障害物検知部か ら 出力 さ れる各方位につ いて の反射波の受信信号に基づいて 、 それぞれの方位にお け る 障害物 と 自 車両 と の間 を代表する 距離を算出する 距離 算出部 と 、 距離算出部で算出 さ れた各方位につ いて の距離 を画像作成基準 と し て扱 う こ と に よ り 、 各方位に放射 さ れ た ビー ム の放射角度範囲内において 2 次元的に展開 さ れた 図形を障害物画像 と して作成 し、 当該障害物画像を表示す る ため の画像デー タ を生成 して 出力する 障害物画像作成部 と 、 障害物画像作成部に よ っ て作成 さ れた画像デー タ を受 け取 り 、 障害物 と 自 車両 と の位置関係 を示す画像を表示す る表示部 と を備え る。
ま た、 距離算出部は、 障害物検知部か ら 出力 される 反射 波の受信信号が示 してい る 障害物の存在範囲の う ち 、 ビー ム の放射点カゝ ら 見た と き の平均距離を算出する。
ま た、 距離算出部は、 障害物検知部か ら 出力 さ れる 反射 波の受信信号の捩幅が予め定めた閾値を超え る部分を検出 する 閾値弁別部 と 、 閾値弁別部で検出 さ れた受信信号部分 の開始時刻お よ び終了時刻を検出 し、 ビーム が放射 さ れて か ら 当該検出 さ れた開始時刻お ょ ぴ終了 時刻 を単純平均 し た時刻ま でに経過する 時間 を求め、 当該求めた経過時間 に 基づいて障害物 と 自 車両 と の間 の代表距離を算出す る 代表 距離算出部 と を含む。 ま た、 距離算出部は、 障害物検知部か ら 出力 さ れる反射 波の受信信号が示 してい る障害物の存在範囲の う ち 、 ビー ム の放射点か ら 見た と き の最短距離を算出する。
ま た、 距離算出部は、 障害物検知部か ら 出力 さ れる反射 波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超え る 部分を検出 する 閾値弁別部 と 、 閾値弁別部で検出 さ れた受信信号部分 の開始時刻お よ び終了時刻 を検出 し、 ビーム が放射 さ れて か ら 当該検出 さ れた開始時刻 ま でに経過する 時間 を.求め、 当該求めた経過時間に基づいて障害物 と 自 車両 と の間の代 表距離を算出する 代表距離算出部 と を含む。
ま た、 障害物画像作成部は、 各方位に放射 さ れた ビー ム のそれぞれの放射角度範囲内 において、 ビーム の放射点 を 中心 と し距離算出部で算出 さ れた対応する方位につ い て の 距離を半径 と する 円弧図形を障害物画像 と して作成する。
ま た、 障害物画像作成部は、 各方位について作成 した障 害物画像 と し て の 円弧図形の線の太 さ を、 距離算出部に よ つ て算出 さ れた距離に応 じて変化 させる。
ま た、 障害物画像作成部は、 各方位に放射 さ れた ビー ム のそれぞれの放射角度範囲内 において 、 ビー ム の放射点を 中心 と し距離算出部で算出 さ れた対応する方位につい て の 距離を半径 と して描かれる 円弧軌跡を少な く と も 包含 し、 かつ面積を有する 図形を障害物画像 と して作成する。
ま た、 障害物画像作成部が作成する 障害物画像は例示的 には、 長軸側の 両端点が、 それぞれ円弧軌跡の両端点 と 一 致 してい る楕円 図形である。
ま た、 障害物画像作成部は具体的には、 各方位について 作成 した障害物画像 と して の図形全体の 明度を、 距離算出 部によ っ て算出 された距離に応 じて変化 させる。
ま た、 障害物画像作成部は、 さ ら に、 各方位について作 成 した面積を有す る 図形を基準図形 と して扱い、 互いに方 位が隣 り 合 う 当該基準図形が包含する 円弧軌跡の一方の端 点同士を接続す る 線分 と 、 他方の端点を接続する線分 と で 全基準図形を方位の順に接続 した全体図形を障害物画像 と し、 ビーム の放射点か ら の距離に基づいて当該全体図形の 内部を分割 し、 当該分割 した各部分の明度を段階的に変化 させた画像データ を作成する。
ま た、 障害物画像作成部は、 さ ら に、 各方位に放射 さ れ た ビー ム の放射角度範囲の 中心方位において、 ビー ム の放 射点か ら距離算出部で算出 さ れた各方位について の距離だ け離れた点 を、 各方位についての障害物の代表位置 と して 扱い、 当該基準位置を方位の順に線分で接続 した折れ線の 画像データ を作成する。
上記第 1 の局面に よ れば、 障害物検知装置は、 ビー ム を 放射 した方位 と 、 各方位について算出 した車両か ら 障害物 ま での代表距離 と に基づいて、 ビーム の放射点を基準 と し て検知 した障害物の 自 車両に対す る相対的な位置を表示す る ため の画像を作成する ため、 運転者に と っ て直感的に把 握 し易 く 自 車両 と 障害物 と の位置関係を表示する こ と がで き る。 ま た、 障害物の位置を表す障害物画像は、 各方位の ビー ム の放射角 度範囲 と して表示 さ れ る の で、 障害物が存 在する角度範囲 を運転者に対 して分か り 易 く 表示でき る。
ま た、 本発明 の他の局面は、 車両に搭載 さ れ、 車両周囲 の障害物を検知 して表示する 障害物検知装置であっ て、 所 定の広が り 角 を有す る ビーム を複数の異な る方位に向 けて 順次的に放射 し、 各方位におけ る 障害物か ら の反射波を受 信する こ と に よ り 、 各方位について ビー ム の放射角度範囲 内 に存在する 障害物 を検知する 障害物検知部 と 、 障害物検 知部か ら 出力 さ れる 各方位についての反射波の受信信号に 基づいて、 それぞれの方位にお け る 障害物 と 自 車両 と の間 を代表する距離を算出する 距離算出部 と 、 各 ビー ム が放射 さ れた方位 と 距離算出部で算出 さ れた距離 と に基づいて検 知 さ れた障害物の位置を算出する 障害物デー タ 算出部 と 、 検知 し ょ う と する 障害物の形状を表す形状データ を予め入 力 し、 当該形状デー タ と 障害物デー タ 算出部に よ っ て算出 さ れた障害物デー タ と を比較する こ と に よ り 、 検知 し ょ う と する 障害物の 自 車両に対する位置お よ び角度を算出する 形状データ マ ッ チング部 と 、 検知 し ょ う と する 障害物の形 状デー タ と 形状デー タ マ ッ チン グ部に よ っ て算出 さ れた位 置お ょ ぴ角度 と に基づいて、 検知 し ょ う と する 障害物の形 状の位置お よ び角度を変更 した 目 的障害物画像を作成 し、 当該 目 的障害物画像を表示する た めの画像データ を生成す る 障害物画像作成部 と 、 障害物画像作成部に よ っ て作成 さ れた画像データ を受 け取 り 、 障害物 と 自 車両 と の位置関係 を示す画像を表示する表示部 と を備え る。
ま た、 障害物画像作成部は、 さ ら に、 距離算出部で算出 さ れた各方位につい て の距離を画像作成基準 と し て扱 う こ と に よ り 、 それぞれの方位において ビー ム の放射角度範囲 内 の全域にわた っ て 2 次元的に展開 さ れた図形を検知障害 物画像 と して作成 し、 当該障害物画像を表示する た め の画 像デー タ を生成 して、 目 的障害物画像の画像データ と と も に出力 し、
表示部は、 障害物画像作成部に よ っ て作成 さ れた 目 的障 害物画像の画像データ お よぴ検知障害物画像の画像データ を受 け取 り 、 当該 目 的障害物画像 と 当該検知障害物画像 と を重畳 して表示する。
上記他の局面に よれば、 障害物検知装置は、 検知 し ょ う と する 障害物の形状を表す形状データ を予め入力 しておき 、 障害物検知手段で検知 した障害物の位置 と 合致する よ う に、 障害物 と 自 車両 と の相対的な位置関係を表す画像を表 示する た め、 運転者は、 障害物全体 と 自 車両 と の位置関係 を容易に把握でき る。
本発明の上記おょぴその他の 目 的、 特徴、 局面おょぴ利点 は、 以下に述べる本発明の詳細な説明を添付の図面と と も に 理解した と き、 よ り 明 ら力 になる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明 の第 1 の実施形態に係 る 障害物検知装置 の構成を示すプロ ッ ク 図であ る。
図 2 は、 本発明 の第 1 の実施形態に係 る 障害物検知装置 が放射する ビー ム の模式図であ る。
図 3 は、 本発明 の第 1 ない し第 4 の実施形態に係 る 障害 物検知装置の動作を示すフ ロ ーチヤ一 ト であ る。
図 4 は、 本発明 の第 1 の実施形態において距離算出部が 算出する距離データ を説明する ための模式図であ る。 図 5 A—同図 C は、 本発明 の第 1 の実施形態において障 害物検知部が送受信する送信信号お よ び受信信号を例示す る摸式図であ る。
図 6 は、 本発明 の第 1 の実施形態にお け る 図 3 のサブル 一チ ンス テ ッ プ S 1 0 7 の動作を示すフ ロ ーチヤ一 ト であ る。
図 7 は、 本発明 の第 1 の実施形態において障害物画像作 成部が障害物画像を作成する と き の動作を説明する た めの 図であ る。
図 8 は、 本発明 の第 1 の実施形態にお け る 図 3 のサブル 一チンス テ ッ プ S 1 0 8 の動作を示すフ ロ ーチャ ー ト であ る。
図 9 Aお よ ぴ同図 B は、 本発明 の第 1 の実施形態におい て表示部 に表示 さ れる 障害物画像を例示する模式図であ る 図 1 0 Aお よ ぴ同図 B は、 本発明 の第 1 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れる 障害物画像の他の例を示す模式図 であ る。
図 1 1 は、 本発明 の第 2 の実施形態におけ る 図 3 のサブ ルーチ ンス テ ッ プ S 1 0 7 の動作を示すフ ロ ーチ ャ ー ト で あ る。
図 1 2 Aお よ び同図 B は、 本発明 の第 2 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れる 障害物画像を例示する模式図であ る。
図 1 3 Aお よ ぴ同 図 B は、 本発明 の第 2 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れる 障害物画像の他の例を示す模式図 である。
図 1 4 は、 本発明の第 3 の実施形態におけ る 図 3 のサブ
/レーチ ン ス テ ッ プ S 1 0 7 の動作を示すフ ロ ーチヤ一 ト で あ る。
図 1 5 は、 本発明 の第 3 の実施形態において障害物画像 作成部が障害物画像を作成す る と き の動作を説明する た め の図であ る。
図 1 6 Aお よ び同図 B は、 本発明 の第 3 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れる 障害物画像を例示する模式図であ る。
図 1 7 Aお よ ぴ同図 B は、 本発明 の第 3 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れ る 障害物画像の他の例 を示す模式図 であ る。
図 1 8 は、 本発明 の第 4 の実施形態にお け る 図 3 のサブ ルーチ ンス テ ッ プ S 1 0 7 の動作を示すフ ロ ーチ ャ ー ト で め る。
図 1 9 Aお よ び同 図 B は、 本発明 の第 4 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れる 障害物画像を例示する模式図であ る。
図 2 O Aお よ び同図 B は、 本発明 の第 4 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れる 障害物画像の他の例を示す模式図 、あ 。
図 2 1 は、 本発明 の第 5 の実施形態に係 る 障害物検知装 置の構成を示すブ ロ ッ ク 図であ る。
図 2 2 は、 本発明 の第 5 の実施形態に係 る 障害物検知装 置が形状デー タ を設定する と き の動作を示すフ ロ ーチ ャ ー ト であ る。
図 2 3 は、 本発明 の第 5 の実施形態において表示部に表 示 される形状デー タ番号設定画面の例であ る。
図 2 4 Aお よ ぴ同図 B は、 本発明の第 5 の実施形態にお いて表示部に表示 さ れる駐車場タ イ プ選択画面お よ び駐車 場寸法設定画面を例示する模式図であ る。
図 2 5 A — 同 図 H は、 本発明 の第 5 の実施形態において 形状データ入力時に選択 される駐車場タ イ プを例示する模 式図であ る。
図 2 6 は、 本発明 の第 5 の実施形態において形状データ と して記憶 さ れる 形状点お よ び形状べク ト ルを示す図であ る。
図 2 7 は、 本発明 の第 5 の実施形態に係る 障害物検知装 置の動作を示すフ ロ ーチヤ一 ト であ る。
図 2 8 は、 本発明 の第 4 の実施形態におけ る 図 2 7 のサ ブルーチンステ ッ プ S 7 0 7 の動作を示すフ ロ ーチヤ一 ト であ る。
図 2 9 は、 本発明 の第 5 の実施形態におけ る 障害物検知 点を示す図であ る。
図 3 0 は、 本発明 の第 5 の実施形態におけ る 障害物検知 点および補間点を示す模式図であ る。
図 3 1 Aお よ ぴ同 図 B は、 本発明 の第 5 の実施形態にお け る 形状べク ト ルお ょ ぴ障害物べク ト ルを例示する模式図 、あ る。
図 3 2 A — 同 図 D は、 本発明 の第 5 の実施形態にお け る 回転させた形状べク トルを例示する模式図であ る。 図 3 3 は、 本発明 の第 5 の実施形態において検出 さ れた 最高整合方位形状点を例示する 図であ る。
図 3 4 は、 本発明の第 5 の実施形態において表示部に表 示 さ れる 障害物画像を例示する 図であ る。 発明 を実施する ため の最良の形態 (第 1 の実施形態）
図 1 は、 本発明 の第 1 の実施形態に係 る 障害物検知装置 の構成を示すブロ ッ ク 図であ る。 図 1 において、 障害物検 知装置は、 典型的には車両に搭載 さ れ、 障害物検知部 1 1 、 距離算出部 1 2 、 制御部 1 3 、 障害物画像作成部 1 4 、 表示部 1 5 、 お よび入力部 1 6 を備え る。
障害物検知部 1 1 は、 車両周 囲の障害物を検知する 電波 レーダ装置 と して構成 されてお り 、 障害物を検知 したい方 向に合わせて、 例え ば、 車両の前部、 側部お よ び後部か ら 選ばれた 1 箇所ま た は複数箇所に設置 さ れる 。 障害物検知 部 1 1 は、 所定の広が り 角 を有する ビーム を、 方位を変え なが ら複数回放射 し、 ビ ー ム を放射する たぴに、 各 ビ ー ム の照射範囲内 に存在す る 障害物に よ っ て反射 さ れた ビ ー ム の反射波 を受信する。 なお、 本実施形態において、 障害物 検知部 1 1 は、 電波 レーダであ る こ と と したが、 電波 レ ー ダのみに限定 さ れる も の ではな く 、 例えば超音波 レーダま たは レ ーザ レーダであ っ て も よ い。
障害物検知部 1 1 は、 送信部 1 1 1 、 受信部 1 1 2 お よ ぴア ンテナ 1 1 3 を含む。 送信部 1 1 1 は、 送信信号を生 成 し、 当該送信信号を ア ン テ ナ 1 1 3 へ出力する と と も に 、 送信信号の一部を距離算出部 1 2 へ出力する。 ア ンテナ 1 1 3 は、 所定の広が り 角 の ビー ム を放射 し、 当該 ビー ム が障害物に よ っ て反射 さ れた反射波の受信信号を受信する 受信部 1 1 2 は、 増幅器お よ び検波器な どを含み、 ア ン テナ 1 1 3 が受信 した受信信号を 出力する。
ア ンテナ 1 1 3 は、 例 えばア レ イ ア ンテナであ る。 ァ レ イ ア ンテナは、 同一平面状に並んだ複数のア ンテナ素子 と 、 それぞれ対応する ア ンテナ素子へ送信信号を給電する ァ ンテナ素子 と 同数の位相子 と で構成 さ れ、 各位相子か ら そ れぞれ対応す る ア ンテナ素子へ給電 さ れる信号の振幅お よ ぴ位相 を制御する こ と に よ り 所望の方位に ビー ム を放射す る 。 なお、 ア ンテナ 1 1 3 は、 送信用お よび受信用 の別々 の ア ンテナ素子を有する こ と と して も よ い し、 送受切換器 ま た はサーキ ュ レ ータ な どを用 いて同一のア ンテナ素子を 送信お よ び受信に用いる こ と と して も よ い。
次に、 図 2 を参照 して、 障害物検知部 1 1 が放射す る ビ ー ム について、 よ り 具体的に説明する。 図 2 には、 障害物 検知部 1 1 が放射する 1 つの ビームが例示 さ れてい る。 図 2 において、 車両 V の後端部 中央には、 障害物検知部 1 1 の ア ンテ ナ 1 1 3 が設置 されて レヽ る 。 ビー ム B Mは、 車両 の 中心線 C L ( 1 点鎖線を参照） に対 し て ア ンテ ナ 1 1 3 か ら所定の角度 Θ を なす線分 L S で表 さ れる方位に放射 さ れて い る 。 ビー ム B Mは、 線分 L S を 中心 と する所定の 角度 α の範囲内に放射 さ れる。
本実施形態において 、 ビ一ム が放射 さ れる 方位は、 車両 の 中心線 C L を 0 ° に規定 し、 車両の左側 をマイ ナス側、 車両の右側をプラ ス側 と して、 ア ンテナ 1 1 3 か ら 見て、 車両の 中心線 C L に対 してなす角度で表す。 例えば、 図 2 におけ る線分 L S で表 される方位は、 — Θ であ る。 障害物 検知部 1 1 は、 方位を変更 しなが ら ビー ム B Mを複数回放 射する こ と に よ り 、 所定の角度範囲内 に ビー ム を放射する 距離算出部 1 2 は、 送信部 1 1 1 か ら 出力 さ れた送信信 号 と 受信部 1 1 2 か ら 出力 さ れた受信信号と に基づいて、 ア ンテナ 1 1 3 か ら 障害物ま での距離を算出 し、 距離デー タ と して 出力する 。 制御部 1 3 は、 ビー ム を放射する 方位 を表す方位デー タ を送信部 1 1 1 へ出力 し、 当該方位デー タ に基づいて ビ一ムが放射 さ れた後 に距離算出部 1 2 か ら 出力 さ れた距離デ一タ を 当該方位データ と 共に蓄積する。
障害物画像作成部 1 4 は、 制御部 1 3 が蓄積 してい る方 位データ と 距離データ と に基づいて、 少な く と も検知 した 障害物の位置を表す障害物画像を作成する。 表示部 1 5 は 、 例えば車両の コ ン ソ ールに設置 さ れた L C D の よ う なデ イ ス プ レイ で あ り 、 障害物画像作成部 1 4 に よ っ て作成 さ れた障害物画像を表示する。 入力部 1 6 は、 例 えば運転者 に よ っ て操作 さ れる セ レ ク タ ス ィ ッ チま たはキーボー ドで あ り 、 例えば、 障害物検知装置のォン オフ の切 り 替えに 用い られる。
次に、 図 3 を参照 して、 本障害物検知装置の動作を説明 する。 図 3 は、 本障害物検知装置全体の動作を示すフ ロ ー チ ヤ一 ト で あ る 。 本障害物検知装置が車両周 囲のス キ ヤ ン を開始する と 、 制御部 1 3 は、 ビーム を放射する方位を示 す方位データ を送信部 1 1 1 へ出力する と 共に、 ビ ー ム の 放射回数を示すカ ウ ン タ をイ ンク リ メ ン ト す る (ス テ ッ プ
S 1 0 1 ) 。
送信部 1 1 1 は、 制御部 1 3 か ら方位デー タ が出力 さ れ る と 、 当該方位デー タ が示す方位に ビー ム を放射する ため の方位制御信号 と 送信信号 と をア ンテナ 1 1 3 へ出力する こ と に よ り ビーム を放射する と 共に、 当該送信信号を距離 算出部 1 2 へ出力す る (ス テ ッ プ S 1 0 2 ) 。 受信部 1 1 2 は、 ス テ ッ プ S 3 0 2 において放射 さ れた ビー ム の反射 波を受信 して、 受信信号を距離算出部 1 2 へ出力する （ス テ ツ プ S 1 0 3 ) 。
次に、 図 4 お よ び図 5 のそれぞれを参照 してステ ッ プ S 1 0 2 お よ び S 1 0 3 におけ る 障害物検知装置の動作を具 体的に説明する。 図 4 は、 車両 Vが駐車ス ペー ス P L に駐 車する た め に後退 し よ う と してい る 状態を車両の上方か ら 見た図であ る 。 障害物 S C は、 駐車ス ペー ス P L の三方を 取 り 囲む構造物であ る 。 車両 V の後部には障害物検知部 1 1 のア ンテナ 1 1 3 が設置 されてい る。 ビーム B Mは、 ァ ンテナ 1 1 3 力 ら放射 さ れる 1 つの ビームであ り 、 車両の 上方か ら見て略 1 6 ° の ビーム広が り 角 を有する。 ビ ー ム B Mが放射 さ れる 方位は、 放射 さ れる たびに略 6 ° ずつ変 更 され、 1 回のス キ ャ ンで 1 0 回放射 さ れる。
ア ンテナ 1 1 3 力 ら 放射 さ れた 1 つの ビ ー ム B Mは、 2 本の点線 D L で挟ま れた範囲内 を広が り なが ら進んでいき 、 太線で示 さ れた壁面 W L に照射 さ れる。 ビー ム B Mは壁 面 W L で反射 さ れ、 受信部 1 1 2 は、 壁面 W L の さ ま ざま な箇所か ら の反射波が一体 と なっ た受信信号を受信する。 次に、 距離算出部 1 2 は、 送信信号お よ び受信信号に基 づいてア ンテナか ら 障害物ま での距離を算出する （ ス テ ツ プ S 1 0 4 ) 。 図 5 A及び同図 B を参照 して、 距離算出部 1 2 がア ンテナ 1 1 3 カゝ ら 障害物ま での距離を算出する と き の動作を具体的 に説明する。 図 5 Aお よ び同 図 B のそれ ぞれに は、 1 つ のパ ル ス ビー ム が送信信号 P B 1 と して 、 さ ら に、 送信信号 P B i が障害物 S C に よ っ て反射 さ れた反射波が受信信号 P B 2 と して示 さ れてい る。
図 5 A に は、 送信信号 Ρ Β と 同 じ く は っ き り と した 矩形の理想的 な受信信号 P B 2 が示 さ れて い る 。 送信信 号 がア ンテナ 1 1 3 カゝ ら放射 さ れた時刻 T。 と 受信 信号 Ρ Β 2 が ア ンテナ 1 1 3 に よ っ て受信 さ れた時刻 T i と の差分であ る 時間 て は、 ビームお よ びそ の反射波であ る 電波がアンテナ 1 1 3 と 障害物 S C と の間 を往復する た め に要 した時間であ る 。 こ の と き 、 ア ンテナ 1 1 3 力ゝ ら 障 害物 S C ま での距離 D は、 次式 （ 1 ) で与え られる。
c ヽ
Ό ^— ··· ( 1 ) 上式 （ 1 ) において、 c は光速である。
し力、 し実際に は、 図 4 に例示 した よ う に、 ビーム が照射 さ れる 障害物 S C の部分に よ っ てア ンテナ 1 1 3 力ゝ ら の距離 が異な る場合には、 障害物 S C の各部で反射 さ れた反射波 がア ンテナに到達す る 時刻がずれる ため 、 受信信号は時間 方向 に分散 した波形に な っ て しま う 。 ま た、 受信部 1 1 2 は、 反射波だけでな く ノ イ ズも 拾っ て しま う 。 こ のた め、 受信信号は、 はっ き り と した矩形ではな く 、 図 5 B に示す よ う な、 崩れた波形を有する受信信号 P B 3 の よ う にな る 。 こ の よ う な受信信号 P B 3 では時間 τ の特定が困難で あ り 、 したが っ て正確な距離 D が算出する こ と が難 し く な る。
そ こ で、 受信信号を ノ イ ズ と 区別する ため、 反射波の振 幅に関 して所定の閾値を設けてお き 、 距離算出部 1 2 は、 受信信号の振幅がそ の閾値を超えてい る 時刻帯の平均値を 算出する。 よ り 具体的には、 距離算出部 1 2 は、 受信信号 Ρ Β 3 が 閾値を超えた時刻 Τ 2 と 、 その後受信信号 Ρ Β 3 の振幅が 閾値を下回 っ た時刻 Τ 3 と を検 出 し 、 時刻 Τ 2 お ょ ぴ時刻 Τ 3 の平均値 と 時刻 Τ 。 と の差分であ る 時間 τ を 求め る。 こ の よ う に求めた時間 τ に基づいて上記の式 （ 1 ) を用い る こ と に よ り 、 ア ンテナ 1 1 3 力 ら検知 した障 害物 S C ま での距離が算出 される。
再び図 4 を参照 して、 上記の よ う に距離算 出部 1 2 で算 出 さ れたア ンテナ 1 1 3 カゝ ら 障害物 S C ま での距離につい て具体的に説明する。 ア ンテナ 1 1 3 か ら放射 さ れた ビー ム Β Μは、 その照射範囲内 の壁面 W L の あ ら ゆ る箇所で反 射 さ れる た め、 壁面 W L の う ち ア ンテナ 1 1 3 に最も近い 部分か ら最も遠い部分ま での さ ま ざま な箇所か ら の反射波 がー体 と なっ て受信 さ れる 。 こ の よ う な反射波の受信信号 に基づいて上記の よ う に算出 さ れた距離 D は、 ア ンテナ 1 1 3 か ら壁面 W L の最も 近い部分ま での距離お ょ ぴ最 も遠 い部分ま での距離の平均値に な る。 図 4 に示 さ れた 円弧 R C は、 上記の よ う に算出 した距離 D を、 ア ンテナ 1 1 3 を 中心 と して上記の よ う に算出 した距離 D を半径 と する 円周 の う ち、 ビーム B Mが照射 さ れた角度範囲の 円弧 R C で表 した も の であ る。
こ の よ う に ビ一 ム B Mを放射 した各方位ご と に障害物 S C ま での距離を算出する こ と に よ っ て、 車両の周 囲 に存在 する 障害物 S C の位置が検知 さ れ る 。 なお、 ビー ム の広が り 角 が狭い ほ ど、 検知 した障害物 S C が存在 し う る 角度範 囲 R C が限定 さ れる ため、 障害物 S C の位置を よ り 正確に 特定でき る 。 一方、 ビー ム B Mの広が り 角 が広い程、 検知 でき る 障害物 S C の位置は よ り 大ま かな も の にな る。 ま た 、 ビーム B Mの広が り 角 が一定で も 、 ア ンテナ 1 1 3 力 ら 障害物 S C ま での距離が短い ほ ど、 ビー ム B Mの照射範囲 は狭 く な る 。 よ っ てア ンテナ 1 1 3 か ら 障害物 S C ま での 距離が短いほ ど、 障害物 S C の位置を よ り 正確に検知する こ と が可能であ る。 一方、 ア ンテナ 1 1 3 カゝ ら 障害物 S C ま での距離が長いほ ど、 検知で き る 障害物 S C の位置は よ り 大ま カゝな も のにな る。
なお、 受信信号を検出する た め の閾値は、 予め設定 さ れ てい る 必要が あ る。 し力 し、 実際に車両が走行 してい る 間 に は、 あ ら ゆ る物体が障害物 S C にな り 得る 上に、 物体の 材質や形状に よ り 電波の反射率が異な る ため 、 現実的に は 、 障害物 s C と して検知 したい物体を あ る程度特定 してお き 、 そ の 中 で最 も 反射率の低い も の を検知で き る よ う な振 幅値が閾値 と して設定 されてい る こ と が好ま しい。
次に、 制御部 1 3 は、 ビー ム を放射 した方位を示す方位 デー タ と 距離算出部 1 2 に よ っ て算出 さ れた距離データ と を蓄積する （ス テ ッ プ S 1 0 5 ) 。 制御部 1 3 は、 ビーム の放射回数が 1 回のス キ ャ ンにおいて ビーム を放射すべき 所定の数 (本実施形態では例示的に 1 0 と する ） に達 した か否かに よ り 、 ス キ ャ ンが完了 したか否かを判断す る (ス テ ツ プ S 1 0 6 ) 。 制御部 1 3 が 1 回のス キ ャ ンが ま だ完 了 してい ない と 判断 した場合は、 ス テ ッ プ S 1 0 1 へ戻 り 、 ス キ ャ ン を続け る 。 一方、 1 回の ス キ ャ ン が完了 した と 判断 した場合は、 制御部 1 3 はス テ ッ プ S 1 0 7 へ進む。
障害物画像作成部 1 4 は、 制御部 1 3 が蓄積 してい る方 位データ お ょ ぴ距離データ に基づいて、 障害物の位置を表 示す る た めの障害物画像を作成する （ス テ ッ プ S 1 0 7 ) 次に、 図 6 お よ ぴ図 7 を参照 して、 ス テ ッ プ S 1 0 7 に おけ る 障害物画像作成部 1 4 の動作について具体的に説明 する 。 図 6 は、 ス テ ッ プ S 1 0 7 におけ る 障害物画像作成 部 1 4 のサブルーチン処理を示 した フ ロ ーチ ャ ー ト であ る 。 図 7 には、 ス テ ッ プ S 1 0 7 で作成 さ れる 障害物画像が 示 さ れてい る 。 障害物画像作成部 1 4 は、 まず、 自 車両を 上空か ら 投影 した車両投影画像 I v を描画す る （ス テ ッ プ S 2 0 1 ) 。 こ の と き 、 実際の車両にお け る ア ンテナ 1 1 3 の設置箇所 と 同 じ位置に規定 さ れた車両投影画像 I v の ア ンテナの位置 P A Tを原点 と する座標を規定 してお く 。
次に、 障害物画像作成部 1 4 は、 制御部 1 3 に蓄積 さ れ てい る 1 0 組みの方位データ お ょ ぴ距離データ それぞれに 基づ い て 、 少 な く と も 1 本の 障害物存在 ラ イ ン L s c を描 画する （ス テ ッ プ S 2 0 2 ) 。 障害物存在 ラ イ ン L s c は 、 本実施形態にお け る 障害物画像の一例であ り 、 例 えば図
4 に示 された 円弧 R C に相 当 し、 放射 さ れた ビーム B Mの 照射方位 ご と に検知 さ れた障害物の位置を示す。 よ り 具体 的には、 障害物画像作成部 1 4 は、 各方位データ お よ びそ れに対応する 距離デー タ について、 方位データ に よ っ て示 さ れ る 方位を 中心 と す る 略 1 6 。 の角度範囲内 に、 ア ンテ ナの位置 P Α τ (つ ま り 原点） を 中 心 と し て 距離デ一タ を 半径 と する 円弧をそれぞれ描画する。 例えば、 図 7 に示 さ れた障害物存在位置ラ イ ン L s c は、 方位デー タ が 0 i で 距離デー タ が であ る と き の障害物存在 ラ イ ンであ る 。 上記ス テ ッ プ S 2 0 2 の後、 処理は、 次のサブルーチンス テ ツ プ S 1 0 8 (図 3 を参照） に進む。
ス テ ッ プ S 1 0 8 において、 障害物画像作成部 1 4 は、 検知 した障害物の形状を表す線分を描画する。 図 8 は、 ス テ ツ プ S 1 0 8 のサブルーチン処理を示 した フ ロ ーチヤ一 ト であ る。 障害物画像作成部 1 4 は、 方位データ お ょ ぴ距 離データ のそれぞれに基づいて、 検知 した障害物の位置を 表す点 （以下、 障害物検知点 と 称す る ） P s c の座標 を算 出する （ ス テ ッ プ S 3 0 1 ) 。 例 え ば、 図 7 に例示 さ れた 点 P s cは、 方位データ おょぴ距離データ がそれぞれ 0 t お よ ぴ D ェ で あ る 障害物の障害物検知点で あ り 、 こ の場合、 点 P s c の座標は、 （ X , y ) = ( D ！ s i n θ , , Ό , c o s θ , ) と な る。 障害物画像作成部 1 4 は、 ス テ ッ プ S 3 0 1 で 算 出 した各障害物検知点 P s c の座標 を 、 順 に接続 した折 れ線 C L を描画する ( ス テ ッ プ S 3 0 2 ) 。 上記ス テ ッ プ S 3 0 2 の処理の後、 障害物検知装置の動作は、 図 3 に示 すメ ィ ンルーチ ンに戻る。
再ぴ図 3 を参照する。 表示部 1 5 は、 ス テ ッ プ S 1 0 7 において障害物画像作成部 1 4 が作成 した障害物画像を運 転者に対 して表示する (ス テ ッ プ S 1 0 9 ) 。 制御部 1 3 は、 障害物検知装置の シス テ ム がオンにな っ てい る か否か を判断する (ス テ ッ プ S 1 1 0 ) 。 障害物検知装置シス テ ム の オ ン /オ フ は、 例 えば、 運転者の操作に よ り 、 入力部 1 6 に備わ る セ レ ク タ ス ィ ツ チに よ っ て入力 さ れる。 上記 判断が Y e s の場合は、 制御部 1 3 は、 ビー ム を放射 した 回数のカ ウ ンタ を リ セ ッ ト し （ス テ ッ プ S 1 1 1 ) 、 処理 はス テ ッ プ S 1 0 1 へ戻 り 、 再度障害物のス キ ャ ンを開始 する。 一方、 上記判断が N o の場合は、 障害物検知装置の 動作を終了する。
図 9 A、 同図 9 B 、 図 1 O Aお よ び同図 1 O B には 、 図 4 におけ る 車両 Vが駐車ス ペース P L 内に移動する ま での 障害物画像が段階的 に示 さ れてい る 。 なお、 こ れ ら の図 に は、 相互の比較のた め に現実の障害物の外形に相 当する線 が点線で示 さ れてい る が、 実際の障害物画像に は これ ら の 点線は描画 さ れない。 これ ら の障害物画像か ら わかる よ う に、 車両の移動に伴っ て障害物ま での距離が短 く な る ほ ど 、 ビー ム の照射範囲が よ り 限定 さ れる た め、 障害物存在ラ イ ン （円弧） が短 く な り 、 よ り 正確に障害物の位置が描画 さ れ る 。 ま た 、 運転者は、 各障害物存在 ラ イ ン L s c上の 中央の点を結んだ折れ線 C L を参考に して障害物の形状を 把握する。 なお、 各図 には、 便宜上、 1 本の障害物存在ラ イ ンにのみ参照符号と して の L s c を付けている。 以上の よ う に、 本障害物検知装置は、 障害物が存在する 位置を各 ビーム の照射範囲におけ る 車両か ら の距離で示 し た障害物存在 ラ イ ン L s c を描画す る こ と に よ り 、 障害物 が存在す る 可能性の高い範囲 を表示する。 ま た、 各 ビー ム の照射角 度範囲 ご と に検知 した障害物の代表位置を表す点 を結んだ線分を描画する こ と に よ り 、 本障害物検知装置は 障害物の形状を表示する 。 こ れに よ り 、 ビーム広が り 角 が 比較的大 き い レー ダを用 いる場合で も 、 運転者は車両周囲 の障害物の位置お よび形状を容易 に把握でき る 。
なお、 本実施形態において距離算出部 1 2 は、 受信信号 の振幅が所定の閾値を超えてい る 時刻帯の平均値 と 、 ビー ム が放射 さ れた時刻 と の差分を時間 て と して、 障害物ま での距離を算出 した。 こ れに代えて、 図 5 C に示す よ う に 、 受信信号の振幅が は じ め て所定の 閾値を超 え た時刻 T 2 と 、 送信信号に基づいて ビー ム が放射 さ れた時刻 T。 と の 差分を時刻 τ と して、 障害物ま での距離を算出する こ と と して も よ い。 こ の よ う に算出 さ れた距離は、 各 ビー ム の 照射範囲内 に存在する 障害物の う ち、 車両に最 も短い障害 物ま での距離であ り 、 障害物画像に描画 さ れる 障害物存在 ラ イ ンは、 各 ビーム の照射範囲内 において検知 した障害物 が存在 し う る最 も 車両に近い位置を示す。 こ の た め 、 運転 者が 、 障害物画像の車両投影画像 Ι ν と 障害物存在 ラ イ ン L s c と が接触 し ない よ う に運転操作を行 う こ と に よ り 、 車両の障害物への接触を防止でき る 。
ま た、 本障害物検知装置の障害物検知部 1 1 は、 ア レイ ア ンテナ を用いて電気的に ビーム を放射する方位を変更す る こ と と したが、 所定の 1 方向 に ビーム を放射する ア ンテ ナの方位を機械的に変化 さ せて、 放射する ビームの方位を 変更する こ と と して も よ い。
(第 2 の実施形態）
次に、 本発明 の第 2 の実施形態に係 る 障害物検知装置に ついて説明す る 。 本実施形態に係 る 障害物検知装置は、 レ 一ダか ら 障害物ま での距離が短い ほ ど障害物画像にお け る 障害物存在ラ イ ン を よ り 太い線で描画する こ と を特徴 と す る。 こ の よ う な特徴に起因 して、 本障害物検知装置に備わ る 障害物画像作成部 1 4 は、 前述の第 1 の実施形態のそれ と 比較 して相違する処理を行 う 。
次に、 図 1 1 を参照 して、 障害物画像作成部 1 4 の動作 について、 第 1 の実施形態 と の相違点を説明する。 図 1 1 は、 本障害物画像作成部 1 4 の動作を示すフ ロ ーチ ャ ー ト であ る 。 図 1 1 の フ ロ ーチャ ー ト は、 第 1 の実施形態に係 る フ ロ ーチ ャ ー ト （図 6 を参照） の ス テ ッ プ S 1 0 2 の処 理をス テ ッ プ S 4 0 3 に置換 し、 ス テ ッ プ S 4 0 2 の処理 を追力！] した も の であ る。 それ故、 図 1 1 に示すス テ ッ プの う ち、 図 3 と 同 じステ ッ プについては説明 を省略する。 障害物画像作成部 1 4 は、 制御部 1 3 に蓄積 されてい る 1 0 個の距離データ それぞれについて、 車両か ら の距離を 所定の数の段階で表 した距離 レ ベ ルを決定する （ス テ ッ プ
S 4 0 2 ) 。
距離 レ ベルを決定する 方法 と して は、 例えば以下の よ う な方法が考え ら れる。 距離 レ ベル の数は、 距離が短い方か ら 頃に レ べノレ 1 、 レ べ ノレ 2 、 レ べ ノレ 3 お よ ぴ レべノレ 4 の 4 段階 と する 。 制御部 1 3 に蓄積 さ れた 1 0 個の距離データ の最大値お ょ ぴ最小値をそれぞれ D nax お よ び D rain と し、 A D = ( D max - D rain ) ÷ 4 と する と き 、 i 番 目 の距離デー タ D ； に つ い て の距離 レ べルは、 次の条件式 ( 2 ) 〜 ( 5 ) の う ちいずれの式を満たすかに よ り 決定 される。
D i≤ D min+ Δ D ··· ( 2 )
D min + Δ D く D i ≤ D min + 2 X 厶 D ··· ( 3 )
D min + 2 X A D < D i≤ D rain + 3 Χ Δ Ο … （ 4 )
D min+ 3 X Δ D < D i … ( 5 )
こ こ で 、 距離デー タ D i が、 式 （ 2 ) を満たすな ら ば距 離 レベルを レベル i と し、 式 （ 3 ) を満たすな ら ば距離 レ ベルを レベル 2 と し、 式 （ 4 ) を満たすな ら ば距離 レベル を レベル 3 と し、 式 （ 5 ) を満たすな ら ば距離 レベル を レ ベノレ 4 と する。
障害物画像作成部 1 4 は、 各距離デー タ についてス テ ツ プ S 4 0 2 において決定 した距離 レベル に応 じて線の太 さ を変えて、 方位データ お ょ ぴ距離デー タ のそれぞれに基づ いて第 1 の実施形態 と 同様に障害物存在ラ イ ンを描画する ( ス テ ッ プ S 4 0 3 ) 。 例えば、 レベル 1 、 レベル 2 、 レ ベノレ 3 、 お よ ぴ レ べノレ 4 の各距離 レ べノレ に つ い て 、 描画す る線の太 さ をそれぞれ 1 . O m m、 0 . 7 m m、 0 . 4 m m、 お よ び 0 . 2 m m に予め規定 してお き 、 各距離 レベル に対応す る線の太 さ で障害物存在ラ イ ンをそれぞれ、 障害 物画像作成部 1 4 は描画する。
図 1 2 A、 同 図 B 、 図 1 3 Aお よ び同 図 B には、 本障害 物画像作成部 1 4 に よ っ て作成 された障害物画像が例示 さ れ.てい る 。 なお、 こ れ ら の図 には、 相互の比較のた め に現 実の障害物の外形に相 当する線が点線で示 さ れてい る が、 実際の障害物画像には こ れ ら の点線は描画 されない。 これ ら 障害物画像は、 第 1 の実施形態にお け る 障害物画像 と 比 較する と 、 車両か ら の距離が短い障害物ほ ど、 障害物存在 位置ラ イ ンを よ り 太い線で描画 した も のであ る 。 こ れ ら の 図 力ゝ ら 、 車両か ら の距離が短い障害物存在 ラ イ ン L s c ほ ど、 障害物存在 ラ イ ン (円弧） の線の太 さ が太 く な る よ う に変更 さ れてお り 、 障害物存在 ラ イ ン L s c が相対的 に強 調 して表示 されている こ と が分かる。
第 1 の実施形態では、 障害物画像にお け る 全て の障害物 存在ラ イ ンが 同 じ太 さ で描画 さ れていた。 こ れに対 して、 本障害物検知装置では、 車両か ら の距離が短い障害物存在 ラ イ ン L s c ほ ど太い線で描画 さ れ る 。 つ ま り 、 車両に近 い障害物ほ ど障害物の位置を示す障害物存在 ラ イ ン 3 £； が強調 して描画 さ れる ため、 運転者が よ り 注意すべき 障害 物の位置を把握する こ と が容易にな る。
なお、 本実施形態において、 障害物検知装置は、 受信信 号の振幅が あ る 閾値を超え る 区間 の 開始時刻 と 終了時刻 を 検出 し、 その 2 つの 中 間の時刻 に基づいて算出 される 距離 を障害物 と 自 車両 と の 間の代表距離 と する 、 あ る いは、 受 信信号の振幅が あ る 閾値を超え る 区間 の開始時刻 を検出 し 、 それに基づいて算出 さ れる 距離を障害物 と 自 車両 と の間 の代表距離 と した。 しか し、 代表距離の算出は、 こ れに限 つ た こ と ではな く 、 例 えば、 いわゆ る ア ンダーサ ンプ リ ン グ方式を用いて も よ い。 ア ンダーサンプ リ ング方式 と は、 複数のパルス繰返 し周期の間 は 自 車両 と 障害物 と の相対速 度に比べて十分微小であ り 、 その間 は 自 車両 と 障害物 と の 距離に変化がない と い う 仮定の も と に成 り 立つ受信信号の 検出方法であ る。 微小時間だけ徐々 にず ら した受信信号 と 送信信号の コ ピー と の相 関 を と つ て い き 、 その相 関波形の 振幅が大き く 、 相関が あ る と 判断 した と き に、 そ の と き の ず ら した微小時間の情報が分かっ ていれば、 障害物検知装 置は、 それに も と づいて算出 した距離を障害物 と 自 車両 と の代表距離 と する。
こ の方法に よれば、 本実施形態で説明 した代表距離の算 出 に必要 と さ れる 高速 A Z D 変換器が不要であ り 、 よ り 簡 単なハ ー ド ウ エ ア構成で代表距離を算出する こ と が可能 と な る。
なお、 本実施形態では、 車両か ら の距離に基づいて車両 障害物存在 ラ イ ン L S C の線の太 さ を変更する こ と と し た が、 こ れに代 え て、 障害物存在 ラ イ ン L S C の色彩 を変 え る こ と と して も よ い。 こ れに よ り 、 障害物存在 ラ イ ン L S c の線の太 さ を変化 さ せ る と き と 同様に、 障害物検知装置 は、 車両か ら の 距離が短い ほ ど障害物存在 ラ イ ン L s c を よ り 強調 して表示する こ と ができ る。
(第 3 の実施形態）
次に、 本発明の第 3 の実施形態に係 る 障害物検知装置に つ い て説明する 。 第 2 の実施形態に係 る 障害物検知装置は 、 検知 した障害物の位置を、 車両か ら の距離に応 じて線の 太 さ を変 えた 円弧で表 していた。 こ れに対 して、 本障害物 検知装置は、 検知 した障害物の位置を、 面積を有する 図形 (以下、 障害物存在エ リ ア と 称す る ） A s cで表 し 、 車両 か ら の距離に応 じて 当該図形の明度を変更する こ と を特徴 と する。 こ の よ う な特徴の た め、 本障害物検知装置に備わ る 障害物画像作成部 1 4 は、 前述の第 2 の実施形態 と 相違 する処理を行 う 。
次に、 図 1 4 を参照 して、 本障害物画像作成部 1 4 の処 理について、 第 2 の実施形態 と の相違点を説明する 。 図 1 4 は、 本障害物画像作成部 1 4 の動作を示すフ ロ ーチ ヤ一 ト であ る 。 図 1 4 に示 さ れた フ ロ ーチ ャ ー ト は、 第 2 の実 施形態に係る フ ロ ーチ ャ ー ト （図 1 1 を参照） の ス テ ッ プ S 4 0 3 の処理を、 ステ ッ プ S 5 0 3 お よびス テ ッ プ S 5 0 4 の処理に置換 した も のであ る 。 それ故、 図 1 4 に示す ス テ ッ プの う ち、 図 1 1 と 同 じス テ ッ プについて は説明 を 省略する。
障害物画像作成部 1 4 は、 方位デー タ お ょ ぴ距離データ の それぞれに基づいて 、 障害物存在エ リ ア A s c を描画す る （ス テ ッ プ S 5 0 3 ) 。 以下、 図 1 5 を参照 してス テ ツ プ S 5 0 3 におけ る 障害物画像作成部 1 4 の動作を具体的 に説明す る。 図 1 5 には、 ス テ ッ プ S 5 0 3 において描画 さ れ る 1 つ の 障害物存在エ リ ァ A s c が示 さ れてレヽ る 。 図 1 5 に例示 さ れた障害物存在エ リ ア A s c は、 方位デー タ Θ ！ お よび距離データ Dェ に基づいて描画 された も のであ り
、 そ の長軸が 当該方位に放射 さ れた ビー ム の照射範囲 と 一 致す よ う な楕円形であ る 。 図 1 5 に示 さ れた点 H はア ンテ ナの位置であ り 、 点 I 、 点 J お よ び点 K は、 それぞれ、 障 害物存在エ リ ァ A s c であ る楕 円形の長軸の 両端の 2 点お よ び障害物存在エ リ ア A s c の 中 心点で あ る 。 なお、 障害 物存在エ リ ア A s c は、 図 7 におけ る 障害物存在ラ イ ン L s c に対応す る も の で あ り 、 点 1 お よ び点 J は障害物存在 ラ ィ ン L s cの両端 と 一致する。
障害物画像作成部 1 4 は、 方位デー タ と 距離デー タ と に 基づいて、 楕円形の長軸の長 さ お ょ ぴ楕円形の 中心点の座 標を算出する。 図 1 5 において、 楕円形の長軸 I J は、 ァ ンテナか ら の距離が共に D ,であ り 、 方位が 略 1 6 ° だけ異 な る 2 点 を結ぶ線分なの で、 長 さ D i の 2 つ の辺 に よ っ て は さ まれる 内角 が略 1 6 ° であ る 二等辺三角形の他の 1 辺 の長 さ に相 当する 。 こ こ で、 点 K は、 辺 I J の 中点な の で 、 三角形 Δ Η I Kお よ び Δ Η J K は斜辺の長 さ が であ り 、 内角 の 1 つが略 8 ° の直角 三角形であ る 。 ゆ え に辺 I Kお よ ぴ辺 J K の長 さ は、 と も に D l Sin 8 ° であ り 、 求め る長軸 I J の長 さ は、 2 D l Sin 8 ° と な る。
ま た、 楕円 の 中心点 Kの座標は、 以下の方法で求め られ る。 図 1 5 にお け る 三角形 Δ Η Ι Κ は、 斜辺 H I の長 さ が 0 1 で内角 1 ^[ 1：が略 8 ° の直角 三角形であ る ので、 辺 H Kの長 さ は D i Cos g a と な る 。 つま り 、 点 Kは、 ア ンテ ナか ら見た方位が 0 で、 ア ンテナ力、 ら の距離が D t c 0 s 8 。 の点であ る の で、 楕円 の 中心点 K の座標は、 （ X , y ) = ( D i Cos e 0 sin e i } Ό ^οε δ 0 cos θ ! ) と な る。
障害物存在ェ リ ァ の傾き は方位データ θ , で与え られる 角度 Θ i そ の も のであ る。 障害物存在エ リ ア A s e であ る楕 円 の短軸の長 さ は、 予め定め ら れた一定の長 さ であ る。 障 害物画像作成部 1 4 は、 方位データ お よ び距離デー タ のそ れぞれに基づいて上記の よ う に求めた楕円 の長軸お ょ ぴ短 軸の長 さ 、 中心点の座標、 な ら びに楕円 の傾き に基づいて
、 各障害物存在エ リ ア A s 。 を描画する。
次に、 障害物画像作成部 1 4 は、 ス テ ッ プ S 5 0 3 にお いて描画 した各障害物存在エ リ ア A s 。 の 内部 を、 車両に 近い障害物ほ ど よ り 強調 さ れる よ う に明度を変 えて塗 り つ ぶす (ス テ ッ プ S 5 0 4 ) 。 よ り 具体的には、 第 2 の実施 形態 と 同様にス テ ッ プ S 5 0 2 において決定 した各距離 レ ベルに対応する 明度を予め規定 しておき 、 障害物画像作成 部 1 4 は、 各障害物存在エ リ ア A s c の 内部 を 、 それぞれ 対応する 距離 レ ベル に応 じた明度で各障害物存在ェ リ ァ A s c の内部を塗 り つぶす。
図 1 6 A、 同 図 B 、 図 1 7 Aお よ び同図 B には、 本障害 物画像作成部 1 4 に よ っ て作成 さ れた障害物画像が例示 さ れてい る。 なお、 こ れ ら の図 には、 相互比較の ため に現実 の障害物の外形に相 当する線が点線で示 さ れている が、 実 際の障害物画像に は これ ら の点線は描画 さ れない。 こ れ ら の障害物画像では、 車両か ら の距離が短い障害物存在エ リ ァ A s e ほ ど強調 さ れ る よ う に、 明度 を変 えて 障害物存在 エ リ ア A s c の 内部が塗 り つぶ さ れてい る 。 こ れ ら の 障害 物画像か ら 、 車両に近い障害物存在エ リ ァ A s c ほ ど よ り 強調 して描画 さ れてい る こ と が分かる 。 ま た、 車両が移動 して、 障害物ま での距離が短 く な る に したが っ て、 ビーム の照射範囲 が よ り 限定 さ れる た め 、 障害物存在エ リ ア A s c で あ る 楕 円 の長軸が短 く な り 、 よ り 正確に障害物の位置 が插画されている。 以上の よ う に、 本障害物検知装置は、 車両に近い障害物 ほ ど障害物の位置 を示す障害物存在エ リ 7 A S e が強調 し て描画さ れる た め、 運転者は、 注意すべき 障害物の位置を 把握する こ と が容易にな る。
なお、 本実施形態では、 車両か ら の距離に応 じて障害物 存在エ リ ァ A s c の 内部 の 明度 を変更 した が 、 こ れに代 え て、 模様を変更する こ と に よ り 、 実質的に明度を変更する 場合 と 同様の視覚的効果を得る こ と と して も よ い。
ま た、 本実施形態では、 検知 した障害物の位置を楕円形 の 障害物存在エ リ ア A s c で表す こ と と した が 、 こ れに代 えて、 例えばひ し形な ど他の図形を用いて も よ い。
(第 4 の実施形態）
次に、 本発明 の第 4 の実施形態に係 る 障害物検知装置に ついて説明する。 前述の第 3 の実施形態に係 る 障害物検知 装置は、 検知 した障害物の位置を、 各 ビーム を放射 した方 位 ご と に、 1 つ の 障害物存在エ リ ァ A s (: で表 して レ、た。 これに対 して、 本障害物検知装置は、 第 3 の実施形態の障 害物画像にお け る 全障害物存在エ リ ア A s c を包含す る 1 つの 図形に変更 し、 そ の 内部 を レーダか ら 距離が短い部分 ほ ど強調 して描画する こ と を特徴 と する。 こ の よ う な特徴 に起因 して、 本障害物画像作成部 1 4 は、 前述の第 3 の実 施形態のそれ と 相違する 処理を行 う 。
次に、 図 1 8 を参照 して、 本障害物画像作成部 1 4 の動 作について、 第 2 の実施形態 と の相違点 を説明する 。 図 1 8 は、 本障害物画像作成部 1 4 の動作を示すフ ロ ーチヤ一 ト であ る。 図 1 8 に示 さ れた フ ロ ーチ ャ ー ト は、 第 3 の実 施形態に係 る フ ロ ーチャ ー ト （図 1 4 を参照） のス テ ッ プ S 5 0 4 の処理をス テ ッ プ S 6 0 4 お よ びス テ ッ プ S 6 0 5 の処理に置換 した も の であ る 。 それ故、 図 1 8 に示すス テ ツ プの う ち、 図 1 4 と 同 じス テ ッ プについて は説明 を省 略する。
障害物画像作成部 1 4 は、 方位が互いに隣 り 合 う 各障害 物存在ェ リ 7 A S e の長軸 の左端同士お ょ ぴ右端同 士 を そ れぞれ接続する線分を描画す る (ステ ッ プ S 6 0 4 ) 。 例 え ば、 図 1 5 にお け る 障害物存在エ リ ア A s 。 の長軸の左 端の点 I は、 方位 0 i — 8 ° でア ンテナ力 ら の距離 D i の 点 で あ る の で 、 そ の座標 は、 （ X , y ) = ( D J s i n ( Θ ！ — 8 ° ) , D i Cos C S i — 8 ° ) ) と な る。 同 じ く 障害物 存在エ リ ア A s e の長軸の右端の点 J は、 方位 （ 0 i + 8 。 ) でア ンテナ力、 ら の距離 D i の点であ る ので、 その座標は （ X , y ) = ( D i Sin i + S 0 ) , 0 ^03 ( ^ + 8 ° ) ) と な る。
次に、 障害物画像作成部 1 4 は、 全障害物存在エ リ アお よ びステ ッ プ S 6 0 4 で描画 した線分で囲まれる領域 （以 下、 障害物存在 ゾー ン と 称す る ） Z s 。 の 内部 を 、 ア ンテ ナ 1 1 3 力ゝ ら の距離が短いほ ど強調 さ れる よ う 明度 を変え て塗 り つぶす （ス テ ッ プ S 6 0 5 ) 。
ス テ ッ プ S 6 0 5 にお け る 、 障害物画像作成部 1 4 が障 害物存在 ゾー ン Z s c の 内部 を ア ンテ ナ 1 1 3 か ら の距離 に応 じて明度を変えて塗 り つぶす動作を具体的に説明する o 例 え ば、 n 段階の異 な る 明度で障害物存在 ゾー ン Z s c の内部を塗 り つぶす場合、 障害物画像作成部 1 4 は、 障害 物存在ゾ ー ン Z s t: の 内部 を 、 ア ンテ ナ 1 1 3 の位置 を 中 心 と する （ n — 1 ) 個の同心円 で等間隔に分割 し、 分割 さ れた障害物存在 ゾー ン Z s e の各部分 を ア ンテ ナ 1 1 3 か ら の距離に応 じて n 段階の明度で塗 り 分け る。
よ り 具体的には、 距離デー タ の最大値お ょ ぴ最小値をそ れぞれ D max お よ び D min と し 、 Δ D = ( D max - D min ) ÷ n と した と き 、 障害物存在ゾー ンを n 個 に分割する ( n 一 1 ) 個の同心円 の半径 R は次式 ( 6 ) で与え られる。
R i = D min + i X Δ D ( i = 1 , 2 , 3 ··· ( n - 1 ) ) - ( 6 )
障害物画像作成部 1 4 は、 障害物存在 ゾー ン Z s e の 内 部 を、 ア ンテナ 1 1 3 の位置を 中心 と し R i を半径 と す る ( n — 1 ) 個の 同心円 で分割 し、 ア ンテナ 1 1 3 に近い部 分力ゝ ら順に明度を変えて塗 り つぶ してい く 。 なお、 障害物 存在 ゾー ン Z s 。 を分割す る 同心 円 の 円 弧は描画 さ れな く と あ よ レヽ。
図 1 9 A、 同図 B 、 図 2 O Aお よ び同図 B のそれぞれに は、 本障害物画像作成部 1 4 に よ っ て作成 さ れた障害物画 像が例示 さ れてい る。 なお、 こ れ ら の 図 には、 相互比較の た め に現実の障害物の外形に相 当 する線が点線で示 さ れて い る が、 実際の障害物画像には これ ら の点線は描画さ れな い。 こ れ ら の障害物画像では、 4 段階の明度の グ ラ デーシ ョ ンで車両か ら の距離が近い障害物存在エ リ ァ ほ ど、 濃 く な る よ う に障害物存在エ リ ァ の 内部が塗 り つぶ さ れてい る 。 こ れ ら の 図 力ゝ ら 、 障害物存在 ゾ ー ン Z s e の う ち 、 車両 に近い部分ほ ど濃い色で塗 り つぶ さ れ、 強調 さ れてい る こ と が分か る。 ま た、 レーダか ら 障害物ま での距離が短 く な る につれて、 障害物存在ゾー ン z s e が小 さ く な り 、 正確 に障害物の形状を検知 している こ と が分かる。
以上の よ う に、 本障害物検知装置は、 車両の周 囲 に存在 する 障害物の位置を、 車両か ら の距離が短い ほ ど内部の色 を濃 く し て強調 し た障害物存在 ゾー ン z s 。 と して描画す る ため、 運転者は、 注意すべき 障害物の位置を把握する こ と が容易 にな る。
なお、 本実施形態にお い て 、 障害物存在 ゾー ン z s 。 は
、 前述の第 3 の実施形態にお け る 各障害物存在エ リ ア （楕 円 ） A s e の長軸の左端同士お よ び右端同士 を それぞれ接 続する線分を描画 し、 これ ら の線分 と 障害物存在エ リ ア A s c で囲ま れ る 1 つ の 図形で あ る と 説明 した。 しカゝ し 、 こ れに限 ら ず、 隣 り 合 う 各障害物存在エ リ ア A s e の共に接 する 接線を插画 し、 これ ら の接線 と 障害物存在エ リ ア A s 円 で囲まれる 1 つの図形と して も よ い。
ま た、 第 1 ない し第 4 の実施形態では、 各実施形態にお いて障害物が存在す る位置 を示す障害物存在 ラ イ ン L s c 、 障害物存在エ リ ア A s 。 、 ま たは障害物存在ゾー ン Z s c と 、 障害物の形状を示す折れ線 と を 同時に表示する こ と と した。 こ れに代えて、 障害物が存在する位置を示す障害物 存在ラ イ ン L s c 、 障害物存在エ リ ア A s e 、 お よ び障害物 存在 ゾー ン Z c の いずれか の み、 ま た は障害物の形状 を 示す折れ線 C L のみを表示する こ と と して も よい。
(第 5 の実施形態）
次に、 本発明 の第 5 の実施形態に係 る 障害物検知装置に ついて説明する。 本障害物検知装置は、 検知対象 と な る 障 害物の正確な形状を予め登録 しておき 、 当該予め登録 した 障害物の形状 と 検知 し た障害物の位置 と を比較する こ と に よ り 、 検知 し ょ う と する 障害物 と 自 車両 と の位置関係 を推 測する こ と を最初の特徴 と する 。 本障害物検知装置は さ ら に、 検知対象 と な る 障害物の正確な形状を、 自 車両に対す る位置関係 と 共に表示する こ と を特徴 と する。 こ の よ う な 特徴に起因 して、 本障害物検知装置の構成お よ び動作は、 以下に説明する 点で前述の第 1 の実施形態 と相違する。
図 2 1 は、 本障害物検知装置の構成を示すプロ ッ ク 図で あ る 。 図 2 1 において 、 障害物検知装置は、 第 1 の実施形 態のそれ と 比較する と 、 形状デー タ 記憶部 1 7 お よ び形状 デー タ マ ッ チ ン グ部 1 8 が追力 Q さ れてい る 点で相違する。 それ以外に両障害物検知装置の間 には相違点は無いの で、 本障害物検知装置の構成要素の う ち 、 第 1 の実施形態 と 同 一の構成要素について は、 同一の参照符号を付 して、 それ ぞれの説明 を省略する。
形状データ 記憶部 1 7 は、 運転者の 自 宅ガ レージ等の障 害物の形状を表す予め入力 さ れたデータ （以下、 形状デー タ と称する） を記憶する。
形状デー タ マ ッ チ ング部 1 8 は、 形状デー タ 記憶部 1 7 に記憶 さ れてい る形状データ を読み出 して、 読み出 した形 状データ と 、 障害物検知部 1 1 に よ っ て検知 さ れた障害物 の位置 と のマ ッ チ ングを行い、 障害物画像において、 検知 さ れた障害物の形状に対 して登録 した障害物の形状が最も よ く 合致する よ う な、 形状データ の位置お よ び角度を算出 する。
こ こ で、 形状データ は、 駐車場の形状およ び各種属性を 規定する 情報であ る。 本実施形態では、 形状デー タ は、 形 状デー タ 番号、 形状デー タ名 称、 駐車場タ イ プ、 形状点、 お よ び形状べク ト ルを含む。 形状デー タ 番号お ょ ぴ形状デ ー タ名称は、 登録 さ れた形状デー タ を識別す る ため の も の であ る。 駐車場タ イ プは、 駐車場の形状、 車両が駐車場へ 進入する と き の進行方向、 お よ び縦列 Z並列駐車等の組み 合わせに よ っ て分類 さ れた駐車場の種類であ る 。 形状 、お よび形状べク ト ルは、 登録 した障害物の形状をそれぞれ点 データ お よぴべク ト ルで表 した も のであ る。 形状データ番 号、 形状データ名 称、 お よ び駐車場タ イ プは、 例えば、 転者の操作に よ り 入力部 1 6 か ら入力 さ れ、 形状点お よ び 形状べク トルは入力部 1 6 か ら入力 さ れた情報に基づいて 算出 され、 形状データ記憶部 1 7 に よ っ て記憶 される。
次に、 図 2 2 〜図 2 6 を参照 して、 形状デー タ を登録す る 時の障害物検知装置の動作の例を説明する 。 図 2 2 は、 形状データ登録時の障害物検知装置の動作の例 を示すフ 口 一チ ャ ー ト であ る。 図 2 2 におレ、て、 制御部 1 3 は、 者等の操作に よ り 入力部 1 6 か ら入力 さ れた形状デー タ 番 号を受け取る （ス テ ッ プ S 7 0 1 ) 。 図 2 3 には、 形状デ ータ 番号設定画面が例示 さ れてい る 。 運転者は、 入力部 1 6 を用 いて、 これか ら登録する形状デー タ の形状データ番 号お よ び形状デー タ の名称を、 形状デー タ番号入力檷 B X お よび形状デー タ名称入力櫚 B X 2 に入力する。
次に、 制御部 1 3 は、 運転者の操作に よ り 入力部 1 6 か ら入力 さ れた駐車場タ イ プを受 け取る （ ス テ ッ プ S 7 0 2 ) 。 よ り 具体的には、 入力部 1 6 を用 いて、 予め用意 さ れ た駐車場タ イ プの 中か ら 登録 し よ う と してい る駐車場タ イ プを運転者が選択する と 、 制御部 1 3 は入力 さ れた駐車場 タ イ プを受け取る。 駐車場タ イ プは、 駐車ス ペー ス周 囲の 障害物の形状、 車両が駐車ス ペー ス に進入する と き の車両 の進行方向、 お よ び車両が駐車ス ペ ー ス へ の進入を開始す る と き に駐車ス ペー ス が車両の右側にあ る か左側に あ る か を特定 した も のであ る。
図 2 4 Aには、 駐車場タ イ プを選択する た め の画面が例 示 さ れてい る。 図 2 4 Aに示 さ れた駐車場タ イ プ選択画面 では、 1 種類の駐車ス ペー ス周 囲の障害物の形状について 、 車両が駐車ス ペ ー ス に進入する と き の車両の進行方向、 お よ び車両が駐車ス ペー ス へ の進入を開始する と き に駐車 ス ペ ー ス が車両の右側に あ る か左側に あ る か、 お よ ぴ縦列 駐車か並列駐車か等に よ っ て異な る 4 種類の駐車場タ イ プ が示 さ れてレヽ る 。 なお、 駐車場タ イ プは、 図 2 4 A に示 さ れた も の に限 らず、 図 2 5 A — 同図 H に示 した よ う な、 さ ま ざま な駐車ス ペー ス周 囲の障害物 S C の形状に対応する よ う に用意 される。
次に、 制御部 1 3 は、 運転者の操作に よ り 入力部 1 6 か ら入力 さ れた駐車場ス ペ ー ス周 囲の障害物の寸法を受 け取 る （ステ ッ プ S 7 0 3 ) 。 具体的には、 制御部 1 3 は、 ス テ ツ プ S 7 0 2 で選択 さ れた駐車場タ ィ プに対応 した駐車 場の寸法を設定する た め の画面を表示 し、 運転者に よ っ て 操作 さ れる入力部 1 6 か ら入力 さ れた障害物の寸法を受け 取る。 こ こ で、 図 2 4 B には、 駐車場寸法設定画面が例示 さ れてい る。 図 2 4 B に示 さ れた駐車場寸法設定画面では
、 Y！ 、 X 、 Y 2 お よ ぴ Y 3 の 4 箇所の寸法がそれぞれ入 力 れ Ο 0
次に、 制御部 1 3 は、 ステ ッ プ S 7 0 3 において入力 さ れた駐車場寸法に基づいて障害物の形状に沿 う 1 0 c m間 隔の点 （以下、 形状点 と 称す る ） A の座標を算出す る ( ス テ ツ プ S 7 0 4 ) 。 さ ら に制御部 1 3 は、 連続 して並んだ 形状点の う ち 、 車両か ら 見て右端か ら順に 1 つの形状点を 始点 と し、 次の形状点を終点 と する 各べク ト ル （以下、 形 状ベク ト ル と 称する ） s を算出する （ス テ ッ プ S 7 0 5 ) こ こ で 、 図 2 6 は、 ス テ ッ プ S 7 0 4 お よ ぴス テ ッ プ S 7 0 5 におレヽて算出 さ れた形状点 Aお よ び形状べク ト ル a を表す図であ る。 図 2 6 の左側には、 障害物の略全体を示 す形状点 A の列が示 されてお り 、 図 2 6 の右側には、 一点 鎖線の枠内 を拡大図が示 さ れてい る 。 図 2 6 の右側には さ ら に、 形状点 Aお よび形状べク ト ル a 力 S示 さ れてい る 。 図 2 6 に示 さ れた各点は、 図 2 4 B の よ う に人力 された駐車 場寸法に基づいて算出 さ れた形状点 A を表す。 図 2 6 に示 された各矢印は、 形状ベク 卜 ル を表す。
形状データ 記憶部 1 7 は、 上記の よ う に入力 さ れた形状 デー タ 番号、 形状データ名称お よ び駐車場タ イ ブ、 な ら び に算出 さ れた形状点 Aお よ び形状べク ト ノレ 3 の糸且み合わせ を、 1 つ の形状 7 タ と して記憶する （ ス テ ッ プ S 7 0 6
) o なお、 上述 した形状データ を登録する 時の障害物検知装 置の動作は、 形状データ の登録方法の一例であ っ て、 形状 データ の登録方法はこれに限 られない。
次に、 上記の よ う に登録 した形状デー タ と 、 障害物検知 部 1 1 に よ っ て検知 さ れた障害物のデー タ と に基づいて、 検知対象 と な る 障害物全体の形状 と 車両 と の位置関係 を表 示する と き の 障害物検知装置の動作を説明する 。 図 2 7 は 、 検知 した障害物の方位お よ び距離デー タ と 、 形状デー タ 記憶部 1 7 が記憶 してい る形状データ を用いて、 自 車両に 対する 障害物の位置お よ び形状を表示する と き の障害物検 知装置の動作を示すフ ロ ーチャ ー ト であ る。 図 2 7 に示 さ れた フ ロ ーチ ャ ー ト は、 第 1 の実施形態に係 る フ ロ ーチ ヤ ー ト （図 3 を参照） のス テ ッ プ S 1 0 8 をステ ッ プ S 8 0 8 に置換 した も のであ る。 それ故、 第 1 の実施形態 と 同一 の処理については説明 を省略する 。 制御部 1 3 は、 ス テ ツ プ S 8 0 8 では、 予め登録さ れた障害物の形状を、 検知 し た障害物の形状に対 して最も よ く 合致する よ う に、 方位お よび位置を変 えて、 障害物画像に重畳 した画像を作成する 図 2 8 は、 図 2 7 に示 されたス テ ッ プ S 8 0 8 のサプル 一チン処理を示すフ ロ ーチャ ー ト であ る 。 制御部 1 3 は、 運転者の操作に よ り 入力部 1 6 か ら の信号を受け取る こ と に よ り 、 ス テ ッ プ S 8 0 7 で作成 さ れた障害物画像に、 登 録 さ れてい る 形状データ を重畳する か否かを判断する (ス テ ツ プ S 9 0 1 ) 。 上記判断が N o の場合、 処理は、 図 2 7 に示 さ れた メ ィ ンル一チンに戻る。 一方、 上記判断が Y e s の場合、 処理は、 ス テ ッ プ S 9 0 2 に進む。
ス テ ッ プ S 9 0 2 で は、 形状デー タ マ ッ チング部 1 8 は 、 制御部 1 3 に蓄積 さ れてい る方位データ お よ び距離デー タ のそれぞれか ら 各障害物検知点 P 、 お よ び 2 個の障害物 検知点 P の間 を所定の範囲の間隔で補間する補間点 P ' の 座標を算出 し、 算出 した各障害物検知点 P お よ び補間点 P ' の座標に基づいて、 検知 した障害物の形状を表す障害物 ベク トル ^ を求め る (ステ ッ プ S 9 0 2 ) 。
次に、 図 2 9 お よ ぴ図 3 0 を参照 して、 ス テ ッ プ S 9 0 2 にお け る形状デー タ マ ッ チング部 1 8 の、 よ り 具体的な 動作を説明する 。 図 2 9 には、 障害物画像にお け る 、 少な く と も 1 個の障害物検知点 P が示 さ れてい る 。 ま た、 図 3 0 には、 障害物画像 と 同様に車両の ア ンテナを原点 と する 座標系 におけ る い く つかの障害物検知点 P が黒色で、 さ ら にレ、 く つ力 の補間点 P ， 力 s 白色で示 さ れてい る 。 補間点 p ， は、 所定の 間隔 よ り も離れてい る 2 つの障害物検知点 P の間 を補間する 1 つ以上の点であ り 、 そ の座標は障害物検 知点 P お よ び補間点 P ' の間隔が等 し く 、 かつ形状点の間 隔 （本実施形態では 1 0 c m ) に最 も 近い値にな る よ う に 決定 される。 例え ば、 互いに隣 り 合 う 2 つ の障害物検知点 P の間の距離を 自 然数 n で等分 した と き に、 等分 さ れた距 離が最 も 1 0 c m に近 く な る 1 つ の 自 然数 n を制御部 1 3 は特定 し、 そ の後、 特定 した 自 然数 n か ら 1 を減算 した数 を対象 と な る 2 つ の障害物検知点 P の 間 に作成する補間点 P ' の個数 と して 、 制御部 1 3 は決定する 。
形状データ マ ッ チ ン グ部 1 8 は、 障害物検知点 P お よ び 補間点 P ' の座標 と に基づいて、 連続 して並んだ障害物検 知点 P お よ ぴ捕間点 P ， の う ち、 車両か ら見て右端か ら順 に 1 つ の点を始点 と し、 次の点を終点 と する ベク ト ル （以 下、 障害物べク ト ル と 称する） を算出する。
次に、 形状デー タ マ ッ チング部 1 8 は、 検知 した障害物 の位置 と マ ツ チ ン グ さ せる形状デー タ 番号が入力 さ れて い る か否かを判断する ( ス テ ッ プ S 9 0 3 ) 。 ス テ ツ プ S 9
0 3 におけ る判断が Y e s の場合、 処理はス テ ッ プ S 9 0 5 へ進む。 一方ス テ ッ プ S 9 0 3 にお け る判断が N o の場 合、 処理はステ ッ プ S 9 0 4 へ進み、 形状デーグ マ ッ チ ン グ部 1 8 は、 運転者に よ っ て操作 さ れた入力部 1 6 力 ら 、 マ ッ チ ングを行 う 形状データ番号を受 け取る （ス テ ッ プ S 9 0 4 ) 。
ス テ ッ プ S 9 0 5 において制御部 1 3 は、 ス テ ツ プ S 9 0 4 で受け取っ た形状データ番号で識別 さ れる形状データ を形状データ 記憶部 1 7 カゝ ら読み出 し、 形状べク ト ルの方 位を変えなが ら ス テ ッ プ S 9 0 2 で算出 した障害物べタ ト ルに最 も合致する 、 形状べク ト ルの一部 と 方位 と を検出す る （ス テ ッ プ S 9 0 5 ) 。
次に、 図 3 1 A 、 同図 B 、 図 3 2 A — 同図 D お よ び図 3 3 を参照 して、 ス テ ッ プ S 9 0 5 におけ る形状デー タ マ ツ チ ング部 1 8 の よ り 具体的な動作を説明する 。 なお、 これ ら各図は、 ス テ ッ プ S 9 0 5 にお け る 形状データ マ ツ チ ン グ部 1 8 の動作を説明する ため の模式図であ り 、 図 中 に示 さ れた形状点 A、 な ら びに障害物検知点 P お よ ぴ補間点 P ' の間隔は、 実際の も の よ り も広 く な っ てい る。 図 3 1 A に は形状データ 記憶部 1 7 か ら読み出 さ れた形状点 Aお よ び形状べク トル s が示 されてい る。 図 3 1 A に示 さ れた点 A i 、 A 2 、 A 3 、 A 4 、 … A n は、 形状点 A の例で あ り 、 a 。、 a 2, 。、 a 3, 。… a 0 は、 开 状べク ト ノレ a の例であ る 。 図 3 1 B には障害物検知点 P お よ び補間点 P ' 、 な らび に障害物べク ト ル 力《示 さ れてい る。 図 3 1 B に示 さ れた 点 B い B 2、 B 3、 B 4、 … B π は、 障害物検知点 Ρ お よ ぴ補 間点 Ρ ， で あ り 、 b 、 b 2 s ^ 3 … m—丄 は、 障害物べク ト ノレ の例であ る。
形状データ マ ッ チ ン グ部 1 8 は、 障害物べク ト ル ^ と 同 じ （ m — 1 ) 個 の連続 した形状べク ト ル a を、 全形状べク ト ル a 力、 ら抜き 出 し、 （ m — 1 ) 個の障害物ベク ト ル と 、 ( m - 1 ) 個の形状ベ ク ト ル a と を、 その順番 どお り に 対に して、 対に したベク トル ^ お よ び a の内積の総和 を、 方位整合度 と し て算 出 す る 。 例 え ば、 形状ベ ク ト ル 3 ι,0 、 a 2,。 、 a 3,。 … s ra 。 と 、 障害物ベク ト ル 、 b 2 、 b 3 … と の方位整合度は、 a 。 · i + a 2,。 · 2 + a 3,o · b 3 + ■■■ a ra— 0 · b m_i と な る。
形状デー タ マ ッ チ ング部 1 8 は、 全形状べク ト ルか ら抜 き 出 さ れる連続 した m — 1 個の形状べク トルを順番に 1 ず つず ら しなが ら 、 それぞれ方位整合度を算出する。
さ ら に、 形状デー タ マ ッ チン グ部 1 8 は、 形状べク トル s し。 、 a 2,。 、 a 3,。 … s ra し 0 を反時計回 り に略 1 ° ずつ回 転 させた、 形状ベク トル a 1 k 、 a 2,k 、 a 3, k … a n.l i k ( k は、 回転 した角度） について、 同様に方位整合度を算出す る 。 図 3 2 A 同図 D には、 それぞれ略 1 ° 、 略 2 ° 、 略 3 ° 、 略 k ° の角度に回転 さ せた と き の形状べク ト ル a が 示 さ れてい る。 上記の よ う に算出する方位整合度 Mは、 次 式 ( 7 ) で表される。
m- 1
¾!=∑ a .^ · b . (i = 051，—^n-m- ls k = Os 1 s 2,...) ··· (7) なお、 方位整合度 Mを算出する と き の形状べク ト ル a の 回転角 k の値は、 読み出 さ れた形状デー タ の駐車場タ イ プ に対応する所定の範囲 に限定 して も よ い。 例えば、 図 2 4 B に示 さ れた よ う な駐車場タ イ プでは、 車両を基準に した 駐車ス ペー ス の 向 き は、 駐車ス ペー ス に進入を開始 した と き を略 0 ° と する と 駐車完了時には、 車両の上方か ら 見て 反時計回 り に 9 0 。 回転 してい る。 つま り 、 こ の駐車場タ イ ブの場合、 形状べク ト ルの回転角 k の値は理想的には、 0 ° か ら 9 0 ° の範囲内 で変化す る。 実際には、 車両のふ ら つ き や、 切 り 換 し等の運転操作を考慮 して、 0 ° 〜 9 0 ° の範囲を若干超え る 範囲が回転角 k の と り う る範囲 と し て限定 さ れる こ と が好ま しい。
形状データ マ ッ チ ング部 1 8 は、 上記の よ う に算出 した 全て の方位整合度 Mの う ち 、 方位整合度 Mが最大 と な る （ m - 1 ) 個の形状ベク ト ル a i,k 、 a i + I,k 、 ■■· a i + ra— 2,k を特 定 し、 こ の形状ベク ト ル s の始点に相 当する 形状点 A i お よ び角度 k を検出する 。 形状データ マ ッ チング部 1 8 は、 こ の よ う に検出 した形状点 A i か ら順に m個の形状点 を抜 き 出 し、 形状点 A i を 中心に角 度 k だけ回転 さ せた も の （ 以下、 最高整合形状点 Q と 称する ） が、 障害物検知点 P に 最 も よ く 合致する形状点 Aであ る。 図 3 3 に示 された点 C i 、 C 2、 C 3、 C 4、 ' C m は、 こ の よ う に検出 さ れた最高整 合形状点 Q であ る。
次に、 形状デー タ マ ッ チング部 1 8 は、 ス テ ッ プ S 9 0 5 で検出 さ れた最高整合形状点 Q が'障害物検知点 P に対 し て最も よ く 合致する よ う な障害物画像上の座標を検出する (ス テ ッ プ S 9 0 7 ) 。 ス テ ッ プ S 9 0 7 におけ る形状デ ー タ マ ッ チン グ部 1 8 の動作を、 よ り 具体的に説明す る。 ま ず、 形状デー タ マ ッ チ ン グ部 1 8 は、 障害物検知点 B t の座標 と 形状点 C i の座標が一致す る よ う に全最高整合形 状点 Q の座標をシ フ ト さ せ、 障害物検知点 P お よび補間点 P ' と 最高整合形状点 Q を順番 どお り に対に して 、 それぞ れ対に した 2 点間の距離の総和の逆数 （以下、 位置整合度 R と 称する） を算出する。
さ ら に形状データ マ ッ チング部 1 8 は、 最高整合形状点 Q の座標を 1 0 c mずつ X 軸方向お よ び y 軸方向に 1 0 段 階ずつ シ フ ト させ、 各シ フ ト させた最高整合形状点 Q の座 標について、 位置整合度 R を算出する 。 例え ば、 前後左右 にそれぞれ 1 0 段階、 最高整合形状点 Q全体の座標を シ フ ト する と 1 0 0 個の位置整合度 R が算出 さ れる。 上記の よ う に最高整合形状点 Q の位置を変え なが ら算出する位置整 合度 R は、 次式で算出 さ れる。
R=l/∑r>(A.„B.) ( 1=1 , 25 L) ··· (8) 形状データ マ ッ チ ン グ部 1 8 は、 こ の よ う に算出 した全 て の位置整合度 R の う ち 最大値を与 え る と き の形状点 C , の座標 （ x g 、 y g ) を検出する。 次に、 障害物画像作成部 1 4 は、 読み出 した全ての形状 点について点 A i を 中心に角度 k ° だけ回転さ せて、 点 A 丄 の座標が ス テ ッ プ S 9 0 6 にお いて算 出 さ れた座標 （ X Q 、 y Q ) に な る よ う に移動 さ せた座標を算出 し、 こ の よ う に算出 した形状点の座標を順に接続する線分を障害物画像 に重畳 して描画する （ステ ッ プ S 9 0 7 ) 。 ス テ ッ プ S 9 0 7 の あ と 、 処理はメ ィ ンルーチ ンに戻 る。 以上の よ う に 描画さ れた障害物画像を図 3 4 に示す。 図 3 4 か ら 、 本実 施形態に係る 障害物検知装置では、 予め登録 さ れた障害物 の形状が、 検知 した障害物の位置に合致する よ う に表示 さ れ、 検知範囲 を含む障害物全体の形状が分か り 易 く 表示 さ れてい る こ と 力 S分力 る。
以上の よ う に、 本障害物検知装置は、 予め障害物の形状 を記憶 してお き 、 障害物を検知 した と き に、 検知 した障害 物に対 して最 も よ く 合致する位置に、 予め登録 した検知 し よ う と する 障害物の形状を重畳 して表示する。 これに よ り 、 自 車両に対する 障害物の正確な位置お よ び形状を表示す る と と も に検知範囲外の障害物の形状 も表示する こ と がで き 、 運転者に と っ て、 車両周 囲の障害物の形状を把握する こ と 力 S よ り 容易になる。
なお、 本実施形態では、 検知 し ょ う と する 障害物の形状 を表す 目 的障害物画像を、 第 1 の実施形態におけ る 障害物 画像に重畳 して表示する こ と と したが、 これに代えて、 前 述の第 2 ない し第 4 のいずれかの実施形態におけ る 障害物 画像に重畳 して表示する こ と と して も よ い。
ま た、 本実施形態では、 障害物の形状を登録する と き に 、 形状点 と形状べク ト ル と が共に形状データ 記憶部 1 7 に 記憶 さ れる こ と と したが、 こ れに代えて、 形状点のみが形 状データ記憶部 1 7 に記憶 さ れ、 形状べク ト ルは、 図 2 8 の ス テ ッ プ S 9 0 4 の処理において、 形状データ記憶部 1 7 か ら読み出 さ れた形状点か ら算出 さ れる こ と と して も よ い
ま た、 本実施形態では、 登録さ れた障害物の形状を表す 形状点の間隔は、 1 0 c mであ る こ と と したが、 形状点の 間隔は、 1 0 c m よ り も長 く て も よ い し、 短 く て も よ い。 形状点の 間隔が短 く な る ほ ど、 形状データ マ ツ チング部 1 8 におけ る 計算の負荷が増加する が、 よ り 正確にマ ツ チ ン グ処理を行 う こ と ができ る。 ま た、 障害物検知点の 間 を補 完する補間点の 間 隔は、 形状点の 間隔に対応 して、 形状点 の間隔に最も近 く な る よ う に決定する必要があ る。
ま た、 本発明 の第 1 ない し第 5 の実施形態に係 る 障害物 検知装置は、 放射す る ビーム の照射範囲が比較的広い電波 レーダな どを用 いた場合で も 、 車両の周 囲に存在する 障害 物の位置を分か り 易 く 表示する こ と がで き る が、 レーザ レ ーダな どの線 ビーム を放射する レーダを用い る こ と と して ち ょ い。
ま た、 本発明 の第 1 か ら第 5 の実施形態における 障害物 画像を 1 つの障害物検知装置で実現可能に しておき 、 運転 者に よ っ て操作 さ れ る 入力部 1 6 力ゝ ら の信号に基づいて、 前述の第 1 か ら 第 5 の実施形態におけ る 障害物画像のいず れかを表示する こ と と して も よ い。
本発明を詳細に説明 したが、 上記説明はあ ら ゆる意味にお いて例示的なものであ り 限定的な も のではない。 本発明の範 囲から逸脱する こ と な しに多く の他の改変例おょぴ変形例が 可能である こ と が理解される。 産業上の利用可能性
本発明に係る障害物検知装置は、 車両 と 障害物 と の位置関 係を運転者が直感的に把握 し易い と い う 技術的効果が必要 と される運転支援装置な どの用途に有効である。

Claims

請求の範囲
1 . 車両に搭載 さ れ、 車両周 囲の障害物を検知 して表示す る 障害物検知装置であ っ て、
所定の広が り 角 を有する ビー ム を複数の異な る方位に向 け て順次的に放射 し、 各方位にお け る 障害物か ら の反射波 を受信する こ と に よ り 、 各方位について ビー ム の放射角度 範囲内に存在する 障害物を検知する障害物検知部 と 、
前記障害物検知部か ら 出力 さ れる各方位につ い て の反射 波の受信信号に基づいて、 それぞれの方位にお け る 障害物 と 自 車両 と の間 を代表する距離を算出する 距離算出部 と 、 前記距離算出部で算出 さ れた各方位について の距離を画 像作成基準 と して扱 う こ と に よ り 、 各方位に放射 さ れた ビ ーム の放射角度範囲内 において 2 次元的 に展開 された図形 を障害物画像 と して作成 し、 当該障害物画像を表示する た め の画像データ を生成 して出力する 障害物画像作成部 と 、 前記障害物画像作成部に よ っ て作成 さ れた画像デー タ を 受 け取 り 、 障害物 と 自 車両 と の位置関係 を示す画像を表示 する表示部 と を備え る 、 障害物検知装置。
2 . 前記距離算出部は、 前記障害物検知部か ら 出力 される 反射波の受信信号が示 してい る 障害物の存在範囲の う ち、 前記 ビー ム の放射点か ら 見た と き の平均距離を算出する 、 請求項 1 に記載の障害物検知装置。
3 . 前記距離算出部は、
前記障害物検知部か ら 出力 さ れる反射波の受信信号の振 幅が予め定めた閾値を超え る部分を検出する 閾値弁別部 と 前記閾値弁別部で検出 された受信信号部分の開始時刻お ょ ぴ終了時刻 を検出 し、 前記 ビー ム が放射 さ れてか ら 当該 検出 さ れた開始時刻お よび終了時刻 を単純平均 した時刻ま でに経過する 時間 を求め、 当該求めた経過時間 に基づいて 障害物 と 自 車両 と の 間の代表距離を算出する 代表距離算出 部 と を含む、 請求項 2 に記載の障害物検知装置。
4 . 前記距離算出部は、 前記障害物検知部か ら 出力 される 反射波の受信信号が示 してい る 障害物の存在範囲の う ち、 前記 ビーム の放射点か ら 見た と き の最短距離を算出する こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の障害物検知装置。
5 . 前記距離算出部は、
前記障害物検知部か ら 出力 さ れる反射波の受信信号の振 幅が予め定めた 閾値を超え る部分を検出する 閾値弁別部 と 前記閾値弁別部で検出 さ れた受信信号部分の開始時刻お ょ ぴ終了時刻 を検出 し、 前記 ビー ム が放射 さ れてか ら 当該 検出 さ れた開始時刻ま でに経過する 時間 を求め、 当該求め た経過時間 に基づいて障害物 と 自 車両 と の間 の代表距離を 算出する代表距離算出部 と を含む、 請求項 4 に記載の障害 物検知装置。
6 . 前記障害物画像作成部は、 各方位に放射 さ れた ビー ム のそれぞれの放射角 度範囲内 において、 ビー ム の放射点を 中心 と し前記距離算出部で算出 さ れた対応する 方位につい て の距離を半径 と する 円弧図形を前記障害物画像 と して作 成する こ と を特徴 と す る 、 請求項 1 に記載の障害物検知装
7 . 前記障害物画像作成部は、 各方位について作成 した前 記障害物画像 と しての 円弧図形の線の太 さ を、 前記距離算 出部に よ っ て算出 さ れた距離に応 じて変化 さ せ る こ と を特 徴 と する 、 請求項 6 に記載の障害物検知装置。
8 . 前記障害物画像作成部は、 各方位に放射 さ れた ビーム のそれぞれの放射角 度範囲内 において、 ビー ム の放射点を 中心 と し前記距離算出部で算出 された対応する方位につい て の距離を半径 と し て描かれる 円弧軌跡を少な く と も包含 し、 かつ面積を有す る 図形を前記障害物画像 と して作成す る こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の障害物検知装置。
9 . 前記障害物画像作成部が作成する 障害物画像は、 長軸 側の両端点が、 それぞれ前記円弧軌跡の両端点 と 一致 して い る楕円 図形であ る こ と を特徴 と する 、 請求項 8 に記載の 障害物検知装置。
1 0 . 前記障害物画像作成部は、 各方位について作成 した 前記障害物画像 と し て の図形全体の明度を、 前記距離算出 部に よ っ て算出 さ れた距離に応 じて変化 さ せる こ と を特徴 と する 、 請求項 8 に記載の障害物検知装置。
1 1 . 前記障害物画像作成部は、 さ ら に、 各方位について 作成 した前記面積を有する 図形を基準図形 と して抜い、 互 いに方位が隣 り 合 う 当該基準図形が包含する 前記円弧軌跡 の一方の端点同士を接続する線分 と 、 他方の端点を接続す る線分 と で全基準図形を方位の順に接続 した全体図形 を障 害物画像 と し、
ビーム の放射点か ら の距離に基づいて 当該全体図形の内 部を分割 し、 当該分割 した各部分の明度 を段階的に変化 さ せた画像データ を作成する こ と を特徴 と する 、 請求項 8 に 記載の障害物検知装置。
1 2 . 前記障害物画像作成部は、 さ ら に、 各方位に放射 さ れた ビーム の放射角度範囲の 中心方位において、 ビー ム の 放射点か ら前記距離算出部で算出 さ れた各方位について の 距離だけ離れた点を、 各方位につい て の障害物の代表位置 と して扱い、 当該基準位置を方位の順に線分で接続 した折 れ線の画像データ を作成する こ と を特徴 と する 、 請求項 6 に記載の障害物検知装置。
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