WO2019058507A1 - 障害物検出装置および障害物検出方法 - Google Patents

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distance
wave
obstacle
reflected
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PCT/JP2017/034313
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裕 小野寺
井上　悟
亘 辻田
努 朝比奈
良次 澤
光昭 岡田
涼太郎 鈴木
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三菱電機株式会社
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    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
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    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes

Definitions

  • the present invention relates to an obstacle detection device and an obstacle detection method for detecting an obstacle around a vehicle.
  • An obstacle detection device that detects an obstacle around a vehicle using a distance sensor is not only a high obstacle that may collide with a vehicle such as a wall, but also a collision with a vehicle such as a step near a road surface. Even low obstacles may be detected. Such an obstacle detection device has a problem such as giving an unnecessary warning to the driver when a low obstacle is detected.
  • the obstacle detection device transmits an ultrasonic wave toward the rear of the vehicle to receive a reflected wave from the obstacle, detects a peak value of the reflected wave, and moves the vehicle backward.
  • the difference between the peak values that change is negative, it is judged as a low obstacle, and when it is a positive value, it is judged as a high obstacle.
  • the conventional obstacle detection device is configured as described above, there is a problem that the height of the obstacle can not be determined when the vehicle is stopped.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to determine the height of an obstacle not only when the vehicle is traveling but also when the vehicle is stopped. .
  • An obstacle detection device includes a first distance sensor installed in a vehicle, a second distance sensor installed at a position lower than the installation height of the first distance sensor, and a first distance sensor. And a second transmitting / receiving unit that transmits a probe wave from the second distance sensor and receives a reflected wave that is a probe wave reflected by an obstacle to acquire distance information and the intensity of the reflected wave; distance information of the first distance sensor; An identity determination unit that determines that the reflected wave of the first distance sensor and the reflected wave of the second distance sensor are direct waves reflected by the same obstacle based on distance information of the second distance sensor; Based on the intensity ratio of the direct wave of the first distance sensor identified as the direct wave reflected by the same obstacle by the identity judging unit and the direct wave of the second distance sensor, the height of the same obstacle is high. Also includes a height determination unit that determines It is.
  • the intensity ratio of the direct waves received by the first distance sensor and the second distance sensor installed at different heights is used, not only when the vehicle is traveling but also Even when stopped, the height of the obstacle can be determined.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an obstacle detection device according to a first embodiment.
  • 2A and 2B are hardware configuration diagrams showing a configuration example of the obstacle detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of vehicle installation of a first distance sensor and a second distance sensor in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining direct waves and indirect waves in the first embodiment. It is a figure explaining the 2-circle intersection process by the identity determination part of Embodiment 1, and is an example of a 2-wave intersection process of a direct wave. It is a figure explaining the 2-circle intersection process by the identity determination part of Embodiment 1, and is an example of 2-circle intersection process of a direct wave and an indirect wave.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an obstacle detection device 10 according to the first embodiment.
  • the obstacle detection device 10 includes a first distance sensor 1-1 to 1-i (i ⁇ 2), a second distance sensor 2-1 to 2-i, a transmitter / receiver 11, and an identity determination unit 12 And a height determination unit 13, which determines the height of an obstacle present around the vehicle.
  • the obstacle detection device 10 is configured to include the plurality of first distance sensors 1-1 to 1-i and the plurality of second distance sensors 2-1 to 2-i. It may be configured to include one or more first distance sensors 1-i (i ⁇ 1) and one or more second distance sensors 2-i (i ⁇ 1). Further, the number of first distance sensors 1-i and the number of second distance sensors 2-i may be the same or different.
  • FIGS. 2A and 2B are hardware configuration diagrams showing a configuration example of the obstacle detection device 10 according to the first embodiment.
  • Each function of the transmission / reception unit 11, the identity determination unit 12, and the height determination unit 13 in the obstacle detection device 10 is realized by a processing circuit. That is, the obstacle detection device 10 includes a processing circuit for realizing the above functions.
  • the processing circuit may be the processing circuit 20 as dedicated hardware, or may be the processor 21 that executes a program stored in the memory 22.
  • the processing circuit 20 or the processor 21 and the memory 22 are connected to the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i.
  • the processing circuit 20 when the processing circuit is dedicated hardware, the processing circuit 20 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an application specific integrated circuit (ASIC). , FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof.
  • the functions of the transmission / reception unit 11, the identity determination unit 12, and the height determination unit 13 may be realized by a plurality of processing circuits 20, or the functions of each unit may be realized by one processing circuit 20.
  • each function of the transmission / reception unit 11, the identity determination unit 12, and the height determination unit 13 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. Be done.
  • the software or firmware is written as a program and stored in the memory 22.
  • the processor 21 realizes the functions of the respective units by reading and executing the program stored in the memory 22. That is, the obstacle detection device 10 is provided with a memory 22 for storing a program which, when executed by the processor 21, results in the steps shown in the flowchart of FIG. 15 described later being executed. Also, it can be said that this program causes a computer to execute the procedure or method of the transmission / reception unit 11, the identity determination unit 12, and the height determination unit 13.
  • the processor 21 refers to a central processing unit (CPU), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or the like.
  • the memory 22 may be a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), an erasable programmable ROM (EPROM), or a flash memory, a hard disk, a flexible disk, or the like. Or an optical disc such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc).
  • the functions of the transmission / reception unit 11, the identity determination unit 12, and the height determination unit 13 may be partially realized by dedicated hardware and partially realized by software or firmware.
  • the processing circuit in the obstacle detection device 10 can realize each of the functions described above by hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of vehicle installation of the first distance sensors 1-1, 1-2 and the second distance sensors 2-1, 2-2 in the first embodiment.
  • the left and right direction of the vehicle is taken as an X axis, the up and down direction as a Y axis, and the front and back direction as a Z axis.
  • the second distance sensors 2-1, 2-2 are arranged in a row on the front or rear of the vehicle.
  • the second distance sensors 2-1, 2-2 are installed at a height at which low obstacles such as curbs and car stops can be detected.
  • the first distance sensors 1-1, 1-2 are arranged in a row at a position higher than the second distance sensors 2-1, 2-2.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of vehicle installation of the first distance sensors 1-1, 1-2 and the second distance sensors 2-1, 2-2 in the first embodiment.
  • the first distance sensor 1-1, the second distance sensor 2-1, the second distance sensor 2-2, and the first distance sensor 1-2 are arranged in order in the X-axis direction. However, the order may be arbitrary.
  • the first distance sensors 1-1, 1-2 and the second distance sensors 2-1, 2-2 transmit ultrasonic waves or radio waves as the search waves, and the search waves are reflected by obstacles around the vehicle. Receive a certain reflected wave.
  • these distance sensors are assumed to be ultrasonic sensors.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the direct wave and the indirect wave in the first embodiment.
  • two of the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-1 are illustrated.
  • the first distance sensor 1-1 receives the reflected wave of the ultrasonic wave transmitted by the first distance sensor 1-1
  • the reflected wave received by the first distance sensor 1-1 is referred to as a "direct wave”.
  • the reflected wave received by the two distance sensors 2-1 is referred to as an "indirect wave”.
  • the combination of the distance sensors for transmission and reception is free. For example, as time passes, the combination of distance sensors for transmission and reception changes.
  • the transmitting and receiving unit 11 transmits a probe wave from at least one of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i, and the probe wave is reflected by an obstacle.
  • the reflected wave is received by at least one of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i.
  • the transmitting and receiving unit 11 then generates distance information based on the time from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the reflected wave from the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i. , And the reception intensity of the reflected wave, and outputs it to the identity determination unit 12.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the 2-circle intersection processing by the identity determination unit 12 of the first embodiment, and is an example of a 2-wave intersection processing of a direct wave.
  • the two-circle intersection processing is also referred to as aperture synthesis processing.
  • the identity determination unit 12 performs 2-circle intersection processing using the distance information of the direct wave received from the transmission and reception unit 11, and detects the position on the XZ plane of the reflection point where the ultrasonic wave is reflected, that is, the front and rear, right and left directions of the vehicle. Calculate the position on two-dimensional coordinates.
  • the Y-axis position at which the XZ plane is set is, for example, an intermediate position between the height of the first distance sensor 1-1 and the height of the second distance sensor 2-1. In the example of FIG.
  • the identity determination unit 12 determines the first distance sensor 1-1 based on the distance information of the direct waves of the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-1. An intersection point of the circle A1 at the center and the circle A2 at the center of the second distance sensor 2-2 is determined to be a reflection point A3.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the two-circle intersection processing by the identity determination unit 12 of the first embodiment, and is an example of the two-circle intersection processing of the direct wave and the indirect wave.
  • the identity determination unit 12 performs 2-circle intersection processing using the distance information of the direct wave and the indirect wave received from the transmission and reception unit 11, and calculates the position of the reflection point on the XZ plane.
  • the transmitting / receiving unit 11 transmits the distance information of the direct wave of the first distance sensor 1-1 and the distance information of the indirect wave between the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-1.
  • the sameness determination unit 12 determines the distance information of the direct wave of the second distance sensor 2-1 and the distance information of the indirect wave between the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-1.
  • the point of intersection of the circle A2 centered on the second distance sensor 2-1 and the ellipse B1 with the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-1 as focal points is determined, and the reflection point B3 is determined. I assume.
  • the identity determination unit 12 specifies that the reflection points A3 and B2 are reflected by the same obstacle The reflection points A3 and B2 are classified into the same group. In addition, when the distance L2 between the reflection points from the adjacent reflection point A3 to the reflection point B3 is equal to or less than a predetermined distance, the identity determination unit 12 reflects the reflection points A3 and B3 with the same obstacle. Are identified, and the reflection points A3 and B3 are classified into the same group.
  • the predetermined distance is a value set based on the distance between adjacent distance sensors and the like.
  • FIGS. 7 to 9 are diagrams for explaining the grouping processing result by the identity judging unit 12 of the first embodiment.
  • a group C1 in which reflection points are linearly distributed is obtained.
  • two groups C2 and C3 in which reflection points are linearly distributed are obtained.
  • a group C4 in which the reflection points are concentrated in one place is obtained. The reflection points not classified into the groups C1 to C4 in FIGS. 7 to 9 are not shown.
  • the identity determination unit 12 detects an obstacle by performing grouping processing using a direct wave and an indirect wave. In the subsequent processing, the identity determination unit 12 uses only the direct wave.
  • the identity determination unit 12 is a direct wave in which the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i are reflected by the same obstacle. Determine if it is.
  • the identity determination unit 12 outputs the determination result and the intensity of the direct wave to the height determination unit 13.
  • the identity determination unit 12 extracts, from among the reflection points included in the group C1, the reflection point calculated by the two-circle intersection processing of the direct waves, and the direct wave used for the calculation of the extracted reflection point is group C1. It is determined that it is a direct wave reflected by an obstacle of
  • the identity determination unit 12 sets the direct wave reflected by the obstacle of group C2 and the direct wave reflected by the obstacle of group C3 different obstacles to each other. We distinguish it as being a direct wave reflected by an object.
  • the distance information of the direct wave of the first distance sensor 1-1 located at a distance from the obstacle of group C4 and the front of the obstacle of group C4 There is a difference from the distance information of the direct waves of the two distance sensors 2-2.
  • the identity determination unit 12 determines either of the direct waves. Is also determined to be a direct wave reflected by an obstacle in group C4.
  • the distance information of the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the distance information of the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i Even if the difference between the two and the above becomes large, it can be determined that it is a direct wave reflected by the same obstacle. Thereby, the obstacle detection device 10 can improve the accuracy of the height determination of the obstacle using the direct wave by the height determination unit 13 described later.
  • Examples of obstacles where the difference in distance information between distance sensors is large include narrow obstacles such as poles and low obstacles such as curbs and car stops.
  • FIG. 10 is a graph showing the characteristic of the intensity of the direct wave in the first embodiment.
  • FIG. 10A is a graph showing the waveform of the direct wave intensity of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the waveform of the direct wave intensity of the second distance sensors 2-1 to 2-i.
  • the vertical axis of the graph is the intensity of the direct wave received by the distance sensor, and the horizontal axis is the distance d from the distance sensor to the obstacle.
  • FIG. 10B is a graph showing the waveform of the intensity ratio of the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i.
  • direct waves reflected by high obstacles such as poles and walls tend to increase in distance d and thus decrease in intensity, with an attenuation coefficient of about 12 dB / m.
  • the intensity of the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the intensity of the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i are at the same level.
  • the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i have different installation heights, the first distance sensors 1-1 to 1-i are different.
  • the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i have a slightly higher intensity than the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i.
  • direct waves reflected by low obstacles such as curbs and car stops draw curves with maximum values with respect to the distance d, and when the distance d becomes smaller, the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i And the intensity of the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i.
  • the magnitude of this difference differs depending on the difference in detection range of the distance sensor, that is, the installation position and installation angle of the distance sensor.
  • the intensity of the direct wave of the first distance sensors 1-1 to 1-i is the intensity of the direct wave of the second distance sensors 2-1 to 2-i.
  • the intensity ratio divided by is approximately 1 regardless of the distance d for high obstacles, as shown in FIG. 10B.
  • the intensity ratio is about 1, and when the distance d is small, the intensity ratio becomes a significantly small value.
  • the height determination unit 13 determines that the obstacle reflecting the direct wave is a high obstacle when the intensity ratio is about 1, and the obstacle reflecting the direct wave when the intensity ratio is less than 1 It determines that the object is a low obstacle. In the example of FIG. 10B, when the distance d is within the determination distance, the height determination unit 13 compares the intensity ratio with a predetermined threshold TH1 (for example, 0.8), and the intensity ratio is the threshold TH1. In the above case, it is determined that the obstacle reflecting the direct wave is a high obstacle, and when the intensity ratio is less than the threshold TH1, the obstacle reflecting the direct wave is judged as a low obstacle.
  • the threshold TH1 is preset based on the installation position and installation angle of the distance sensor.
  • the height determination unit 13 may perform height determination using the intensity of the direct wave subjected to the averaging process. For example, the height determination unit 13 may set the intensity ratio of direct waves of the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-1, the first distance sensor 1-2, and the second distance sensor 2- The average intensity ratio may be calculated using the direct wave intensity ratio of 2, and the average intensity ratio may be compared with the threshold TH1. Alternatively, the height determination unit 13 may set the intensity ratio of direct waves of the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-2, the first distance sensor 1-2 and the second distance sensor 2- The average intensity ratio may be calculated using the direct wave intensity ratio of 1, and the average intensity ratio may be compared with the threshold TH1.
  • the height determination unit 13 is an obstacle when the reflection points of the direct wave calculated by the identity determination unit 12 are distributed in the lateral direction of the vehicle, that is, when the obstacle is a wall, curb or car stop, etc. If the height of the object is judged and the reflection point of the direct wave is concentrated at one point, that is, the obstacle is a pole etc., the intensity of the direct wave is corrected and the height of the obstacle is corrected using the corrected intensity. It may be determined.
  • the height determination unit 13 determines the distance information of the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i from the distance information of the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i. Subtract and calculate the distance difference value.
  • the height determination unit 13 compares the calculated distance difference value with a predetermined threshold value TH2, and does not correct the intensity when the distance difference value is larger than the threshold value TH2, and when the distance difference value is less than or equal to the threshold value TH2. Correct the intensity.
  • the threshold TH2 is a value for determining a narrow obstacle such as a pole based on distance information of a direct wave, and is given to the height determination unit 13 in advance.
  • the height determination unit 13 sets the first distance sensor 1-i or the second distance sensor with respect to the direct wave intensity of at least one of the first distance sensor 1-i or the second distance sensor 2-i.
  • the intensity is corrected by performing weighting processing with an attenuation coefficient of 12 dB / m according to distance information of at least one of the 2-i direct waves. This correction can improve the reliability of the height determination.
  • the height determination unit 13 may compare with the threshold using the averaged distance difference value. For example, the height determination unit 13 may set the distance difference value of the direct waves of the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-1, the first distance sensor 1-2, and the second distance sensor 2 to one another. The average distance difference value may be calculated using the direct wave distance difference value of ⁇ 2 and the average distance difference value may be compared with the threshold value TH2. Alternatively, the height determination unit 13 may set the distance difference value between the direct waves of the first distance sensor 1-1 and the second distance sensor 2-2, the first distance sensor 1-2 and the second distance sensor 2. The average distance difference value may be calculated using the distance difference value of ⁇ 1 direct waves, and the average distance difference value may be compared with the threshold TH2.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of the obstacle detection device 10 according to the first embodiment.
  • the obstacle detection device 10 repeatedly performs the operation shown in the flowchart of FIG. 11 regardless of whether the vehicle is traveling or stopped.
  • step ST 1 the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i transmit and receive ultrasonic waves in accordance with an instruction from the transmission and reception unit 11.
  • step ST2 the transmission / reception unit 11 collects the reflected waves received by the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i, and the first distance sensor 1- Using the information indicating which of 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i are used for transmission and which for reception, the collected reflected waves are combined with direct waves and indirect waves. Sort out.
  • step ST3 when the transmitting and receiving unit 11 can collect the reflected wave from the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i (step ST3 "YES"), It determines that there is an obstacle around the vehicle, and proceeds to step ST4. On the other hand, when the transmitting and receiving unit 11 can not collect the reflected wave from the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i (step ST3 "NO"), the vehicle It is determined that no obstacle exists in the vicinity, and the operation shown in the flowchart of FIG. 11 is ended.
  • step ST4 the identity determination unit 12 performs two-circle intersection processing using the distance information of the direct wave and the indirect wave separated by the transmission and reception unit 11, and calculates the position of the reflection point.
  • step ST5 the identity determination unit 12 performs a grouping process of reflection points based on the calculated positions of the reflection points, and classifies the reflection points for each obstacle.
  • step ST6 the identity determination unit 12 reflects the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i with the same obstacle. To separate by each direct wave.
  • the height determination unit 13 repeatedly performs the processing of steps ST 7 to ST 15 described below, as many as the number of obstacles classified by the identity determination unit 12.
  • step ST7 for the same obstacle classified by the identity judgment unit 12, the height judgment unit 13 determines whether the distance from the distance sensor to the obstacle is less than the judgment distance shown in FIG. 10B. judge. If the distance to the obstacle is less than the determination distance (step ST7 "YES"), the height determination unit 13 proceeds to step ST8, and if the distance is greater than the determination distance (step ST7 "NO"), the obstacle The operation illustrated in the flowchart of FIG.
  • step ST8 the height determination unit 13 determines the subsequent processing method based on the distribution of reflection points calculated by the identity determination unit 12 using the direct wave distance information. If the reflection points are distributed in the lateral direction of the vehicle, that is, if the obstacle is a wall, a curb or a car stop, the height determination unit 13 proceeds to step ST9, and if the reflection points are concentrated at one point, That is, if the obstacle is a pole or the like, the process proceeds to step ST13.
  • step ST9 the height determination unit 13 determines the intensities of the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the direct waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i with respect to the obstacle. Calculate the ratio.
  • step ST10 the height determination unit 13 proceeds to step ST11 if the calculated intensity ratio is less than the threshold TH1 (step ST10 "YES"), and if the intensity ratio is equal to or greater than the threshold TH1 (step ST10 "NO"). ), Go to step ST12.
  • step ST11 the height determination unit 13 determines that the obstacle is a low obstacle such as a curb.
  • step ST12 the height determination unit 13 determines that the obstacle is a high obstacle such as a wall.
  • step ST13 the height determination unit 13 determines the distance between the direct wave of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the direct wave of the second distance sensors 2-1 to 2-i with respect to the obstacle. Calculate the difference value.
  • step ST14 the height determination unit 13 proceeds to step ST9 if the calculated distance difference value is larger than the threshold TH2 (step ST14 “YES”), and the distance difference value is equal to or less than the threshold TH2 (step ST14 “NO”). “), That is, when the obstacle is a narrow obstacle such as a pole, the process proceeds to step ST15.
  • step ST15 the height determination unit 13 receives the intensity of the direct wave received by the first distance sensors 1-1 to 1-i or the second distance sensors 2-1 to 2-i for the obstacle. At least one of the strengths of the direct waves is corrected, and the process proceeds to step ST9.
  • steps ST8 and ST13 to ST15 are not essential.
  • the obstacle detection device 10 includes the first distance sensors 1-1 to 1-i, the second distance sensors 2-1 to 2-i, and the transmission / reception unit 11 , An identity determination unit 12, and a height determination unit 13.
  • the first distance sensors 1-1 to 1-i are installed in a vehicle.
  • the second distance sensors 2-1 to 2-i are installed at a position lower than the installation height of the first distance sensors 1-1 to 1-i.
  • the transmitting and receiving unit 11 transmits a probe wave from the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i, and causes the receiver to receive a reflected wave that is a probe wave reflected by an obstacle. Distance information and the intensity of the reflected wave.
  • the identity determination unit 12 determines the first distance sensor 1-1 to 1-1 based on the distance information of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the distance information of the second distance sensors 2-1 to 2-i. It is determined that the reflected wave 1-i and the reflected waves of the second distance sensors 2-1 to 2-i are direct waves reflected by the same obstacle.
  • the height determination unit 13 detects the direct waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i identified by the sameness determination unit 12 as direct waves reflected by the same obstacle and the second distance sensors 2. The same obstacle height is determined based on the intensity ratio with the direct wave of -1 to 2-i.
  • the vehicle Not only when traveling but also when stopping, it is possible to determine the height of the obstacle.
  • height determination can be performed for each obstacle when there are multiple obstacles, so the height determination accuracy can be increased. it can.
  • the intensity ratio is used, it is possible to suppress the variation in the intensity of the reflected wave caused by the property of the obstacle such as the variation in the reflectance. Therefore, using the strength ratio rather than using the strength makes it possible to determine the height without being affected by the property of the obstacle. Further, since the variation of the intensity ratio is smaller than the variation of the intensity caused by the property of the obstacle, the erroneous determination of the height can be avoided.
  • identity determination unit 12 of the first embodiment uses the distance information of first distance sensors 1-1 to 1-i and the distance information of second distance sensors 2-1 to 2-i to The position of the reflection point at which the search wave is reflected is calculated in the two-dimensional coordinates in the front, rear, left, and right directions of the sensor, and the reflected waves of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the second distance sensor It is determined that the reflected waves 2-1 to 2-i are direct waves reflected by the same obstacle.
  • the first distance sensor 1-1 to 1-i and the second distance sensors 2-1 to 2-i are installed at different heights, the first distance sensor is one even if it is a low obstacle Although the distance information 1-1 to 1-i is different from the distance information on the second distance sensors 2-1 to 2-i, the identity of the obstacle can be determined with high accuracy. Therefore, an erroneous determination of the height can be avoided.
  • the height determination unit 13 measures the distance information of the first distance sensors 1-1 to 1-i and the distance of the second distance sensors 2-1 to 2-i. Directly received by at least one of the first distance sensors 1-1 to 1-i or the second distance sensors 2-1 to 2-i when the difference value with the information is less than or equal to a predetermined threshold value TH2 The strength of the wave is corrected, and the height is determined using the corrected strength.
  • the determination accuracy of height can be improved.
  • the height determination unit 13 of the first embodiment performs the height determination using the intensity of the direct wave subjected to the averaging process. This can improve the robustness.
  • the height determination unit 13 compares the averaged distance value with the threshold value TH2. This can improve the robustness.
  • the obstacle detection device is suitable for use in a driving support system or the like because the height of the obstacle is determined while the vehicle is traveling and at rest.

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Abstract

第１の距離センサ（１－１～１－ｉ）と第２の距離センサ（２－１～２－ｉ）は、異なる高さに設置されている。同一性判定部（１２）は、第１の距離センサ（１－１～１－ｉ）の距離情報および第２の距離センサ（２－１～２－ｉ）の距離情報に基づき、第１の距離センサ（１－１～１－ｉ）の反射波および第２の距離センサ（２－１～２－ｉ）の反射波が同一の障害物で反射した直接波であることを判定する。高さ判定部（１３）は、同一性判定部（１２）により同一の障害物で反射した直接波であると特定された第１の距離センサ（１－１～１－ｉ）の直接波と第２の距離センサ（２－１～２－ｉ）の直接波との強度比に基づき、同一の障害物の高さを判定する。

Description

障害物検出装置および障害物検出方法
　この発明は、車両周辺の障害物を検出する障害物検出装置および障害物検出方法に関するものである。
　距離センサを用いて車両周辺の障害物を検出する障害物検出装置は、壁等の車両が衝突する可能性のある高い障害物だけでなく、路面付近の段差等の車両が衝突する可能性のない低い障害物も検出してしまうことがある。このような障害物検出装置は、低い障害物を検出すると、運転者に対して不要な警告を行ってしまう等の問題があった。
　上記問題の対策として、検出した障害物が低い障害物か高い障害物かを判定する技術が提案されている。例えば、特許文献１に係る障害物検出装置は、車両の後方に向けて超音波を送信して障害物からの反射波を受信し、反射波のピーク値を検出し、車両の後方移動に伴って変化するピーク値の差分が負の値であるときに低い障害物と判定し、正の値であるときに高い障害物と判定する。
特開２０１０－１９７３５１号公報
　従来の障害物検出装置は以上のように構成されているので、車両が停止している場合に障害物の高さを判定できないという課題があった。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車両が走行している場合だけでなく停止している場合にも、障害物の高さを判定することを目的とする。
　この発明に係る障害物検出装置は、車両に設置された第１の距離センサと、第１の距離センサの設置高さよりも低い位置に設置された第２の距離センサと、第１の距離センサおよび第２の距離センサから探査波を送信させ障害物で反射した探査波である反射波を受信させて距離情報および反射波の強度を取得する送受信部と、第１の距離センサの距離情報および第２の距離センサの距離情報に基づき、第１の距離センサの反射波および第２の距離センサの反射波が同一の障害物で反射した直接波であることを判定する同一性判定部と、同一性判定部により同一の障害物で反射した直接波であると特定された第１の距離センサの直接波と第２の距離センサの直接波との強度比に基づき、同一の障害物の高さを判定する高さ判定部とを備えるものである。
　この発明によれば、異なる高さに設置された第１の距離センサと第２の距離センサにより受信された直接波の強度比を用いるようにしたので、車両が走行している場合だけでなく停止している場合にも、障害物の高さを判定することができる。
実施の形態１に係る障害物検出装置の構成例を示すブロック図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、実施の形態１に係る障害物検出装置の構成例を示すハードウェア構成図である。 実施の形態１における第１の距離センサおよび第２の距離センサの車両設置例を示す図である。 実施の形態１における直接波と間接波を説明する図である。 実施の形態１の同一性判定部による２円交点処理を説明する図であり、直接波の２円交点処理の例である。 実施の形態１の同一性判定部による２円交点処理を説明する図であり、直接波と間接波の２円交点処理の例である。 実施の形態１の同一性判定部によるグルーピング処理結果を説明する図であり、障害物が壁または縁石等である場合を示す。 実施の形態１の同一性判定部によるグルーピング処理結果を説明する図であり、障害物が車止めである場合を示す。 実施の形態１の同一性判定部によるグルーピング処理結果を説明する図であり、障害物がポールである場合を示す。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、実施の形態１における直接波の強度の特性を示すグラフである。 実施の形態１に係る障害物検出装置の動作例を示すフローチャートである。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る障害物検出装置１０の構成例を示すブロック図である。障害物検出装置１０は、第１の距離センサ１－１～１－ｉ（ｉ≧２）と、第２の距離センサ２－１～２－ｉと、送受信部１１と、同一性判定部１２と、高さ判定部１３とを備え、車両周辺に存在する障害物の高さを判定する。
　なお、実施の形態１に係る障害物検出装置１０は、複数の第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび複数の第２の距離センサ２－１～２－ｉを備える構成であるが、１つ以上の第１の距離センサ１－ｉ（ｉ≧１）および１つ以上の第２の距離センサ２－ｉ（ｉ≧１）を備える構成であればよい。また、第１の距離センサ１－ｉの個数と第２の距離センサ２－ｉの個数は、同一でもよいし異なってもよい。
　図２Ａおよび図２Ｂは、実施の形態１に係る障害物検出装置１０の構成例を示すハードウェア構成図である。障害物検出装置１０における送受信部１１、同一性判定部１２、および高さ判定部１３の各機能は、処理回路により実現される。即ち、障害物検出装置１０は、上記各機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアとしての処理回路２０であってもよいし、メモリ２２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ２１であってもよい。処理回路２０、または、プロセッサ２１とメモリ２２は、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉに接続される。
　図２Ａに示すように、処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路２０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。送受信部１１、同一性判定部１２、および高さ判定部１３の機能を複数の処理回路２０で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路２０で実現してもよい。
　図２Ｂに示すように、処理回路がプロセッサ２１である場合、送受信部１１、同一性判定部１２、および高さ判定部１３の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２２に格納される。プロセッサ２１は、メモリ２２に格納されたプログラムを読みだして実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、障害物検出装置１０は、プロセッサ２１により実行されるときに、後述する図１５のフローチャートで示されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２２を備える。また、このプログラムは、送受信部１１、同一性判定部１２、および高さ判定部１３の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。
　ここで、プロセッサ２１とは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、またはマイクロコンピュータ等のことである。
　メモリ２２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）、またはフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクまたはフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の光ディスクであってもよい。
　なお、送受信部１１、同一性判定部１２、および高さ判定部１３の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、障害物検出装置１０における処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　図３は、実施の形態１における第１の距離センサ１－１，１－２および第２の距離センサ２－１，２－２の車両設置例を示す図である。車両の左右方向をＸ軸、上下方向をＹ軸、前後方向をＺ軸とする。
　第２の距離センサ２－１，２－２は、車両の前面または後面等に、横一列に並べて設置される。第２の距離センサ２－１，２－２は、縁石および車止め等の低い障害物を検出可能な高さに設置される。第１の距離センサ１－１，１－２は、第２の距離センサ２－１，２－２より高い位置に、横一列に並べて設置される。図３では、Ｘ軸方向において第１の距離センサ１－１，第２の距離センサ２－１、第２の距離センサ２－２、および第１の距離センサ１－２の順に並べて設置されているが、並び順は任意でよい。第１の距離センサ１－１，１－２および第２の距離センサ２－１，２－２は、探査波として超音波または電波等を送信し、車両周辺の障害物で反射した探査波である反射波を受信する。以下では、これらの距離センサが超音波センサであるものとする。
　図４は、実施の形態１における直接波と間接波を説明する図である。ここでは、第１の距離センサ１－１と第２の距離センサ２－１の２個を例示する。
　第１の距離センサ１－１が送信した超音波の反射波をこの第１の距離センサ１－１が受信する場合、第１の距離センサ１－１が受信した反射波を「直接波」と呼ぶ。一方、第１の距離センサ１－１と第２の距離センサ２－１のうち、第１の距離センサ１－１を送信用、第２の距離センサ２－１を受信用とする場合、第２の距離センサ２－１が受信した反射波を「間接波」と呼ぶ。なお、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉのうち、送信用および受信用となる距離センサの組み合わせは自由である。例えば、時間の経過とともに、送信用および受信用となる距離センサの組み合わせが変更される。
　送受信部１１は、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉの少なくとも１つから探査波を送信させ、この探査波が障害物で反射した反射波を第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉの少なくとも１つに受信させる。そして、送受信部１１は、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉから、超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づく距離情報、および反射波の受信強度を取得し、同一性判定部１２へ出力する。
　図５は、実施の形態１の同一性判定部１２による２円交点処理を説明する図であり、直接波の２円交点処理の例である。２円交点処理は、開口合成処理とも言う。
　同一性判定部１２は、送受信部１１から受け取る直接波の距離情報を用いて２円交点処理を行い、超音波が反射した反射点のＸ－Ｚ平面上の位置、つまり車両の前後左右方向の２次元座標上の位置を算出する。なお、Ｘ－Ｚ平面が設定されるＹ軸位置は、例えば、第１の距離センサ１－１の高さと第２の距離センサ２－１の高さの中間の位置である。図５の例では、同一性判定部１２は、第１の距離センサ１－１と第２の距離センサ２－１の各直接波の距離情報に基づいて、第１の距離センサ１－１を中心とする円Ａ１と第２の距離センサ２－２を中心とする円Ａ２との交点を求めて反射点Ａ３とする。
　図６は、実施の形態１の同一性判定部１２による２円交点処理を説明する図であり、直接波と間接波の２円交点処理の例である。
　同一性判定部１２は、送受信部１１から受け取る直接波と間接波の距離情報を用いて２円交点処理を行い、Ｘ－Ｚ平面上の反射点の位置を算出する。図６の例では、送受信部１１は、第１の距離センサ１－１の直接波の距離情報と第１の距離センサ１－１および第２の距離センサ２－１間の間接波の距離情報とに基づいて、第１の距離センサ１－１を中心とする円Ａ１と第１の距離センサ１－１および第２の距離センサ２－１を焦点とする楕円Ｂ１との交点を求めて反射点Ｂ２とする。また、同一性判定部１２は、第２の距離センサ２－１の直接波の距離情報と第１の距離センサ１－１および第２の距離センサ２－１間の間接波の距離情報とに基づいて、第２の距離センサ２－１を中心とする円Ａ２と第１の距離センサ１－１および第２の距離センサ２－１を焦点とする楕円Ｂ１との交点を求めて反射点Ｂ３とする。
　同一性判定部１２は、隣り合う反射点Ａ３から反射点Ｂ２までの反射点間距離Ｌ１が予め定められた距離以下である場合、反射点Ａ３，Ｂ２は同一の障害物で反射したことを特定し、反射点Ａ３，Ｂ２を同じグループに分類する。また、同一性判定部１２は、隣り合う反射点Ａ３から反射点Ｂ３までの反射点間距離Ｌ２が予め定められた距離以下である場合、反射点Ａ３，Ｂ３は同一の障害物で反射したことを特定し、反射点Ａ３，Ｂ３を同じグループに分類する。なお、予め定められた距離は、隣接する距離センサ間の距離などに基づいて設定された値である。
　図７～図９は、実施の形態１の同一性判定部１２によるグルーピング処理結果を説明する図である。図７に示されるように障害物が壁または縁石等である場合、反射点が直線状に分布したグループＣ１が得られる。図８に示されるように障害物が車止めである場合、反射点が直線状に分布した２つのグループＣ２，Ｃ３が得られる。図９に示されるように障害物がポールである場合、反射点が１か所に集中したグループＣ４が得られる。なお、図７～図９においてグループＣ１～Ｃ４に分類されなかった反射点は図示されていない。
　以上のように、同一性判定部１２は、直接波と間接波とを用いたグルーピング処理を行うことにより、障害物を検出する。
　これ以降の処理では、同一性判定部１２は、直接波のみを使用する。
　同一性判定部１２は、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波が同一の障害物で反射した直接波であるかどうかを判定する。同一性判定部１２は、判定結果と直接波の強度とを高さ判定部１３へ出力する。
　例えば、図７に示されるグループＣ１には、直接波同士の２円交点処理によって算出された反射点と、直接波と間接波との２円交点処理によって算出された反射点とが混在している。同一性判定部１２は、グループＣ１に含まれる反射点の中から直接波同士の２円交点処理によって算出された反射点を抽出し、抽出した反射点の算出に用いられた直接波をグループＣ１の障害物で反射した直接波であると判定する。
　また、例えば図８に示されるグループＣ２，Ｃ３の場合、同一性判定部１２は、グループＣ２の障害物で反射した直接波と、グループＣ３の障害物で反射した直接波とを、互いに異なる障害物で反射した直接波であるものとして区別する。
　さらに、例えば図９に示されるグループＣ４の場合、グループＣ４の障害物から離れた位置にある第１の距離センサ１－１の直接波の距離情報と、グループＣ４の障害物の正面にある第２の距離センサ２－２の直接波の距離情報とには差がある。しかしながら、第１の距離センサ１－１の直接波も第２の距離センサ２－２の直接波も反射点としてはグループＣ４に分類されているため、同一性判定部１２は、いずれの直接波もグループＣ４の障害物で反射した直接波であると判定する。
　このように、同一性判定部１２によれば、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波の距離情報と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波の距離情報との差が大きくなる場合でも、同一の障害物で反射した直接波であることを判定できる。これにより、障害物検出装置１０は、後述する高さ判定部１３による直接波を用いた障害物の高さ判定の精度を向上させることができる。距離センサ間での距離情報の差が大きくなる障害物の例としては、ポールのような幅が狭い障害物、ならびに、縁石および車止め等のような低い障害物等がある。
　図１０は、実施の形態１における直接波の強度の特性を示すグラフである。図１０Ａは、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波の強度の波形と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波の強度の波形を示すグラフである。グラフの縦軸は、距離センサが受信した直接波の強度であり、横軸は、距離センサから障害物までの距離ｄである。図１０Ｂは、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波との強度比の波形を示すグラフである。
　図１０Ａに示されるように、ポールおよび壁等の高い障害物で反射した直接波は、距離ｄが大きくなる従って強度が小さくなる傾向があり、減衰係数は約１２ｄＢ／ｍである。また、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波の強度と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波の強度は同等レベルになる。参考までに、第１の距離センサ１－１～１－ｉと第２の距離センサ２－１～２－ｉとは設置高さが異なるため、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波に比べて、第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波のほうが、若干強度が大きい。
　一方、縁石および車止め等の低い障害物で反射した直接波は、距離ｄに対して極大値をもつカーブを描き、距離ｄが小さくなると第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波の強度と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波の強度とに差異が生じる。この差異の大きさは、距離センサの検出範囲の違い、つまり距離センサの設置位置および設置角度等により異なる。
　直接波の強度には上述したような特性があるため、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波の強度を第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波の強度で除算した強度比は、図１０Ｂに示されるように、高い障害物については距離ｄによらず約１となる。
　一方、低い障害物については、距離ｄが大きいときは強度比が約１となり、距離ｄが小さいときは強度比が大幅に小さい値となる。
　高さ判定部１３は、強度比が約１である場合に、直接波を反射した障害物が高い障害物であると判定し、強度比が１未満である場合に、直接波を反射した障害物が低い障害物であると判定する。図１０Ｂの例では、高さ判定部１３は、距離ｄが判定距離内である場合に、予め定められた閾値ＴＨ１（例えば、０．８）と強度比とを比較し、強度比が閾値ＴＨ１以上である場合に直接波を反射した障害物が高い障害物であると判定し、強度比が閾値ＴＨ１未満である場合に直接波を反射した障害物が低い障害物であると判定する。閾値ＴＨ１は、距離センサの設置位置および設置角度等に基づいて予め設定される。
　なお、高さ判定部１３は、平均化処理した直接波の強度を用いて高さ判定を行ってもよい。
　例えば、高さ判定部１３は、第１の距離センサ１－１および第２の距離センサ２－１の直接波の強度比と、第１の距離センサ１－２と第２の距離センサ２－２の直接波の強度比とを用いて平均強度比を算出し、平均強度比を閾値ＴＨ１と比較してもよい。
　あるいは、高さ判定部１３は、第１の距離センサ１－１と第２の距離センサ２－２の直接波の強度比と、第１の距離センサ１－２と第２の距離センサ２－１の直接波の強度比とを用いて平均強度比を算出し、平均強度比を閾値ＴＨ１と比較してもよい。
　また、高さ判定部１３は、同一性判定部１２により算出された直接波の反射点が、車両左右方向に分布している場合、つまり障害物が壁、縁石または車止め等である場合、障害物の高さ判定を行い、直接波の反射点が一点に集中している場合、つまり障害物がポール等である場合、直接波の強度を補正し、補正した強度を用いて障害物の高さ判定を行ってもよい。
　具体的には、高さ判定部１３は、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波の距離情報から第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波の距離情報を減算し、距離差分値を算出する。高さ判定部１３は、算出した距離差分値と予め定められた閾値ＴＨ２とを比較し、距離差分値が閾値ＴＨ２より大きい場合は強度を補正せず、距離差分値が閾値ＴＨ２以下の場合は強度を補正する。閾値ＴＨ２は、直接波の距離情報に基づいてポールのような幅の狭い障害物を判定するための値であり、高さ判定部１３に対して予め与えられている。高さ判定部１３は、第１の距離センサ１－ｉまたは第２の距離センサ２－ｉの少なくとも一方の直接波の強度に対して、第１の距離センサ１－ｉまたは第２の距離センサ２－ｉの少なくとも一方の直接波の距離情報に応じた減衰係数１２ｄＢ／ｍの重み付け処理を行うことにより、強度を補正する。この補正により、高さ判定の信頼性を向上させることができる。
　なお、高さ判定部１３は、平均化処理した距離差分値を用いて閾値との比較を行ってもよい。
　例えば、高さ判定部１３は、第１の距離センサ１－１および第２の距離センサ２－１の直接波の距離差分値と、第１の距離センサ１－２と第２の距離センサ２－２の直接波の距離差分値とを用いて平均距離差分値を算出し、平均距離差分値を閾値ＴＨ２と比較してもよい。
　あるいは、高さ判定部１３は、第１の距離センサ１－１と第２の距離センサ２－２の直接波の距離差分値と、第１の距離センサ１－２と第２の距離センサ２－１の直接波の距離差分値とを用いて平均距離差分値を算出し、平均距離差分値を閾値ＴＨ２と比較してもよい。
　図１１は、実施の形態１に係る障害物検出装置１０の動作例を示すフローチャートである。障害物検出装置１０は、車両の走行中および停止中にかかわらず図１１のフローチャートに示される動作を繰り返し行う。
　ステップＳＴ１において、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉは、送受信部１１からの指示に従って超音波を送受信する。
　ステップＳＴ２において、送受信部１１は、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉが受信した反射波を収集し、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉのどれが送信用でどれが受信用として使用されたかを示す情報を用いて、収集した反射波を直接波と間接波とに分別する。
　ステップＳＴ３において、送受信部１１は、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉから反射波を収集できた場合（ステップＳＴ３“ＹＥＳ”）、車両周辺に障害物があると判定してステップＳＴ４へ進む。一方、送受信部１１は、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉから反射波を収集できなかった場合（ステップＳＴ３“ＮＯ”）、車両周辺に障害物が存在しないと判定して、図１１のフローチャートに示される動作を終了する。
　ステップＳＴ４において、同一性判定部１２は、送受信部１１により分別された直接波と間接波の距離情報を用いて２円交点処理を行い、反射点の位置を算出する。
　ステップＳＴ５において、同一性判定部１２は、算出した反射点の位置に基づいて反射点のグルーピング処理を行い、反射点を障害物ごとに分類する。
　ステップＳＴ６において、同一性判定部１２は、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波および第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波を、同一の障害物で反射した直接波ごとに分別する。
　高さ判定部１３は、以下に説明するステップＳＴ７～ＳＴ１５の処理を、同一性判定部１２により分類された障害物の数だけ、繰り返し行う。
　ステップＳＴ７において、高さ判定部１３は、同一性判定部１２により分類された同一の障害物について、距離センサからその障害物までの距離が図１０Ｂに示される判定距離未満であるか否かを判定する。高さ判定部１３は、その障害物までの距離が判定距離未満である場合（ステップＳＴ７“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ８へ進み、判定距離以上である場合（ステップＳＴ７“ＮＯ”）、その障害物について図１１のフローチャートに示される動作を終了する。
　ステップＳＴ８において、高さ判定部１３は、同一性判定部１２が直接波の距離情報を用いて算出した反射点の分布に基づいて、以降の処理方法を判定する。高さ判定部１３は、反射点が車両左右方向に分布している場合、つまり障害物が壁、縁石または車止め等である場合、ステップＳＴ９へ進み、反射点が一点に集中している場合、つまり障害物がポール等である場合、ステップＳＴ１３へ進む。
　ステップＳＴ９において、高さ判定部１３は、上記障害物について、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波との強度比を算出する。
　ステップＳＴ１０において、高さ判定部１３は、算出した強度比が閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳＴ１０“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１１へ進み、強度比が閾値ＴＨ１以上である場合（ステップＳＴ１０“ＮＯ”）、ステップＳＴ１２へ進む。
　ステップＳＴ１１において、高さ判定部１３は、上記障害物を、縁石等の低い障害物であると判定する。
　ステップＳＴ１２において、高さ判定部１３は、上記障害物を、壁等の高い障害物であると判定する。
　ステップＳＴ１３において、高さ判定部１３は、上記障害物について、第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波との距離差分値を算出する。
　ステップＳＴ１４において、高さ判定部１３は、算出した距離差分値が閾値ＴＨ２より大きい場合（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ９へ進み、距離差分値が閾値ＴＨ２以下である場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、つまり上記障害物がポール等の幅の狭い障害物である場合にステップＳＴ１５へ進む。
　ステップＳＴ１５において、高さ判定部１３は、上記障害物について、第１の距離センサ１－１～１－ｉが受信した直接波の強度または第２の距離センサ２－１～２－ｉが受信した直接波の強度の少なくとも一方を補正し、ステップＳＴ９へ進む。
　なお、ステップＳＴ８，ＳＴ１３～ＳＴ１５の処理は必須ではない。
　以上のように、実施の形態１に係る障害物検出装置１０は、第１の距離センサ１－１～１－ｉと、第２の距離センサ２－１～２－ｉと、送受信部１１と、同一性判定部１２と、高さ判定部１３とを備える。第１の距離センサ１－１～１－ｉは、車両に設置される。第２の距離センサ２－１～２－ｉは、第１の距離センサ１－１～１－ｉの設置高さよりも低い位置に設置される。送受信部１１は、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉから探査波を送信させ障害物で反射した探査波である反射波を受信させて距離情報および反射波の強度を取得する。同一性判定部１２は、第１の距離センサ１－１～１－ｉの距離情報および第２の距離センサ２－１～２－ｉの距離情報に基づき、第１の距離センサ１－１～１－ｉの反射波および第２の距離センサ２－１～２－ｉの反射波が同一の障害物で反射した直接波であることを判定する。高さ判定部１３は、同一性判定部１２により同一の障害物で反射した直接波であると特定された第１の距離センサ１－１～１－ｉの直接波と第２の距離センサ２－１～２－ｉの直接波との強度比に基づき、同一の障害物の高さを判定する。異なる高さに設置された第１の距離センサ１－１～１－ｉと第２の距離センサ２－１～２－ｉにより受信された直接波の強度比を用いるようにしたので、車両が走行している場合だけでなく停止している場合にも、障害物の高さを判定することができる。また、同一の障害物で反射した直接波の強度を用いることにより、複数の障害物が存在する場合に障害物ごとに高さ判定を行うことができるため、高さの判定精度を上げることができる。さらに、強度比を用いるため、反射率のばらつき等の障害物の性状によって生じる反射波の強度のばらつきを抑制できる。そのため、強度を用いるよりも強度比を用いるほうが障害物の性状の影響を受けずに高さ判定を行うことができる。また、障害物の性状によって生じる強度のばらつきよりも強度比のばらつきのほうが小さいので、高さの誤判定を回避できる。
　また、実施の形態１の同一性判定部１２は、第１の距離センサ１－１～１－ｉの距離情報および第２の距離センサ２－１～２－ｉの距離情報を用いて、車両の前後左右方向の２次元座標において探査波が反射した反射点の位置を算出し、反射点の分布に基づいて第１の距離センサ１－１～１－ｉの反射波および第２の距離センサ２－１～２－ｉの反射波が同一の障害物で反射した直接波であることを判定する。第１の距離センサ１－１～１－ｉと第２の距離センサ２－１～２－ｉは異なる高さに設置されるため、１個の低い障害物であっても第１の距離センサ１－１～１－ｉの距離情報と第２の距離センサ２－１～２－ｉの距離情報とが異なるが、障害物の同一性を精度よく判定できる。そのため、高さの誤判定を回避できる。
　また、実施の形態１の高さ判定部１３は、同一の障害物について、第１の距離センサ１－１～１－ｉの距離情報と第２の距離センサ２－１～２－ｉの距離情報との差分値が予め定められた閾値ＴＨ２以下である場合に第１の距離センサ１－１～１－ｉまたは第２の距離センサ２－１～２－ｉの少なくとも一方により受信された直接波の強度を補正し、補正した強度を用いて高さ判定を行う。ポール等の幅が狭い障害物の場合、第１の距離センサ１－１～１－ｉおよび第２の距離センサ２－１～２－ｉの距離情報のばらつきが大きいが、反射点は特定領域に分布するので、この特徴を用いて反射点が集中する場合にその反射点は同一の障害物であるものとみなして強度を補正する。これにより、高さの判定精度を向上させることができる。
　また、実施の形態１の高さ判定部１３は、平均化処理した直接波の強度を用いて高さ判定を行う。これにより、ロバスト性を向上させることができる。
　また、実施の形態１の高さ判定部１３は、平均化処理した距離差分値を用いて閾値ＴＨ２との比較を行う。これにより、ロバスト性を向上させることができる。
　なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係る障害物検出装置は、車両が走行中および停止中に障害物の高さを判定するようにしたので、運転支援システムなどに用いるのに適している。
　１－１～１－ｉ　第１の距離センサ、２－１～２－ｉ　第２の距離センサ、１０　障害物検出装置、１１　送受信部、１２　同一性判定部、１３　高さ判定部、２０　処理回路、２１　プロセッサ、２２　メモリ、Ａ１，Ａ２　円、Ａ３，Ｂ２，Ｂ３　反射点、Ｂ１　楕円、Ｃ１～Ｃ４　グループ、Ｌ１，Ｌ２　反射点間距離。

Claims (6)

  1. 　車両に設置された第１の距離センサと、
    　前記第１の距離センサの設置高さよりも低い位置に設置された第２の距離センサと、
    　前記第１の距離センサおよび前記第２の距離センサから探査波を送信させ障害物で反射した前記探査波である反射波を受信させて距離情報および前記反射波の強度を取得する送受信部と、
    　前記第１の距離センサの距離情報および前記第２の距離センサの距離情報に基づき、前記第１の距離センサの反射波および前記第２の距離センサの反射波が同一の障害物で反射した直接波であることを判定する同一性判定部と、
    　前記同一性判定部により同一の障害物で反射した直接波であると特定された前記第１の距離センサの直接波と前記第２の距離センサの直接波との強度比に基づき、前記同一の障害物の高さを判定する高さ判定部とを備える障害物検出装置。
  2. 　前記同一性判定部は、前記第１の距離センサの距離情報および前記第２の距離センサの距離情報を用いて、前記車両の前後左右方向の２次元座標において探査波が反射した反射点の位置を算出し、反射点の分布に基づいて前記第１の距離センサの反射波および前記第２の距離センサの反射波が同一の障害物で反射した直接波であることを判定することを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
  3. 　前記高さ判定部は、前記同一の障害物について、前記第１の距離センサの距離情報と前記第２の距離センサの距離情報との差分値が予め定められた閾値以下である場合に前記第１の距離センサまたは前記第２の距離センサの少なくとも一方により受信された直接波の強度を補正し、補正した強度を用いて高さ判定を行うことを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
  4. 　前記高さ判定部は、平均化処理した直接波の強度を用いて高さ判定を行うことを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
  5. 　前記高さ判定部は、平均化処理した差分値を用いて閾値との比較を行うことを特徴とする請求項３記載の障害物検出装置。
  6. 　送受信部が、車両に設置された第１の距離センサおよび前記第１の距離センサの設置高さよりも低い位置に設置された第２の距離センサから探査波を送信させ障害物で反射した前記探査波である反射波を受信させて距離情報および前記反射波の強度を取得するステップと、
    　同一性判定部が、前記第１の距離センサの距離情報および前記第２の距離センサの距離情報に基づき、前記第１の距離センサの反射波および前記第２の距離センサの反射波が同一の障害物で反射した直接波であることを判定するステップと、
    　高さ判定部が、前記同一性判定部により同一の障害物で反射した直接波であると特定された前記第１の距離センサの直接波と前記第２の距離センサの直接波との強度比に基づき、前記同一の障害物の高さを判定するステップとを備える障害物検出方法。
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