(57)【要約】【課題】車両のような移動物体が対向移動物体や固定物体との間での相対速度がゼロでも、対向物体の過度の接近を容易に判定出来る障害物検知装置を提供する。【解決手段】移動物体Ｃに対して相対的に移動可能に支持されると共に対向物体Ｄに向けて送信波を発射し対向物体Ｄからの反射波を受信する動体検出手段１と、送信波及び反射波の周波数ずれに基づく出力信号に応じて対向物体Ｄの有無を判定する物体判定手段２と、動体検出手段１を対向物体Ｄに対して継続して接離移動すると共に移動物体Ｃに支持されるセンサ位置可変駆動手段３と、動体検出手段１が移動物体Ｃが所定の駆動域Ｅｄにあると見做すと動体検出手段１を所定移動範囲Ｂ１で往復動させるようセンサ位置可変駆動手段３を駆動する制御手段４と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物体に対して相対的に移動可能に支持されると共に対向物体に向けて送信波を発射し該対向物体からの反射波を受信する動体検出手段と、
前記送信波及び反射波の周波数ずれに基づく出力信号に応じて対向物体の有無を判定する物体判定手段と、
前記動体検出手段を前記対向物体に対して接離移動すると共に前記移動物体に支持されるセンサ位置可変駆動手段と、
前記動体検出手段により前記移動物体が所定の駆動域にあると見做されると前記動体検出手段を所定移動範囲で往復動させるよう前記センサ位置可変駆動手段を駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の障害物検出装置において、
前記制御手段は前記対向物体と移動物体の相対移動がない運転域を判定した際に前記動体検出手段が所定の駆動域にあると見做し、前記センサ位置可変駆動手段を駆動することを特徴とする障害物検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の障害物検出装置において、
前記センサ位置可変駆動手段は前記動体検出手段を対向物体に対する接離方向に所定移動範囲で往復動させるガイド部と前記動体検出手段を移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする障害物検出装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の障害物検出装置において、
前記動体検出手段が対向物体を判定するのに応じて、対向物体検出警報を発する警報手段を備えることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の障害物検出装置において、
前記物体判定手段は局部発振器の送信波信号がミキサ及び送信アンテナに注入され、前記ミキサでは受信アンテナが受信した反射波の受信信号と局部発振器の送信波信号とが周波数混合され、そのミキサの出力信号に応じて対向物体の有無を判断することを特徴とする障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波センサのような物体検出センサを用いた障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のような移動物体は移動中に他車両のような対向物体や、壁のような固定物体等をドライバーが認識したうえで、これら他の物体との干渉を避けて移動するが、不注意等により他の物体と干渉し、相互に破損を生じる可能性がある。そこで、車両のような移動物体には他の物体との干渉をドライバーに早めに知らせ、干渉回避を図り易くするための障害物検出装置が搭載されることが多くなっている。
【０００３】
この障害物検出装置は、通常、一般的なドップラーセンサを用いている。例えば、図６に示す障害物検出装置は、局部発振器１００の出力をミキサ１０２及び送信アンテナ１０３に注入するよう接続される。ミキサ１０２には受信アンテナ１０４にて受信した受信信号も入力され、この受信信号と局部発振器１００からの出力信号とが周波数混合されている。更に、ミキサ１０２の出力が、動体検出判定部１０５に与えられ、動体の有無を判断している。
【０００４】
ここで、送信アンテナ１０３から出射された出力信号は、前方に位置する対向物体１０６に到達し、そこで反射された反射波が受信アンテナ１０４で受信される。受信アンテナ１０４で受信された受信信号の周波数つまり反射波の周波数は、対向物体１０６が固定されているとすると、出力信号の送信周波数、つまり局部発振器１００の発振周波数と同一となる。この場合、ミキサ１０２の出力は、０Ｈｚ（直流）となる。
【０００５】
一方、対向物体１０６が移動する動体の場合、ドップラー効果により反射波の周波数は送信周波数と異なる。従って、動体である対向物体１０６からの反射波を受信アンテナ１０４で受信した場合のミキサ１０２の出力は、所定周波数の交流信号となる。そして、その周波数は、対向物体１０６の移動速度などに応じた値となり、例えば１００Ｈｚとなる。  
ここで動体検出判定部１０５は、バンドパスフィルタ、増幅器並びにＣＰＵなどから構成され、例えば、ミキサ１０２から出力される信号の周波数が、３Ｈｚから２００Ｈｚの場合に、動体を検出したと判定するようにしている。  
なお、このようなドップラーセンサを利用した物体検出装置が特許文献１に開示される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４―８５３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような電波センサであるドップラーセンサを応用した装置で、例えば、車両の障害物との干渉を防止できる障害物検出装置を作製したとする。  
この場合、ドップラーセンサは車両に搭載され、車両に対して相対的に接離する対向物体に向けて送信波を発射し、対向物体である他車両や固定壁、等からの反射波を受信し、これら送信波及び反射波の周波数のずれに基づき対向物体を検出する機能を備えるが、対向物体である他車両や固定壁との相対移動がない運転域、例えば、車両が停止状態にある場合や、対向車両と自車両との相対速度が一致したような場合、ドップラー効果が得られず、障害物検出装置は対向物体の有無を判断できなくなる。
【０００８】
例えば、自車両が駐車し、その後において対向車両が後から接近状態で駐車したような場合がある。  
このような場合において、この接近状態の車両に気付かず、自車両が発進移動する際、発進前において、対向車両と自車両との相対速度がゼロであるため、ドップラー効果が得られず、障害物検知装置は対向物体の有無を判断できず、対向車両や固定物体の方向に、例えば、後退移動し、接触する可能性がある。  
このようにドップラーセンサを応用した障害物検出装置では、自車両が一時停車時にあるときや、自車両の発進の際には、自車両の周りの他の移動物体や固定物体との相対速度がゼロと成っている場合が多く、このような場合には過度の接近状態を検出することができないという問題がある。
【０００９】
なお、このような対向移動物体や固定物体との相対速度がゼロ状態で、障害物検知装置による対向物体の有無判定が出来ないという問題は特許文献１の技術でも解決されていない。  
本発明は以上のような課題に基づきなされたもので、目的とするところは、車両のような移動物体が対向移動物体や固定物体との間での相対速度がゼロでも、発進に先立ち、対向物体の有無判定が出来る障害物検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願請求項１に係る発明は、移動物体に対して相対的に移動可能に支持されると共に対向物体に向けて送信波を発射し該対向物体からの反射波を受信する動体検出手段と、前記送信波及び反射波の周波数ずれに基づく出力信号に応じて対向物体の有無を判定する物体判定手段と、前記動体検出手段を前記対向物体に対して接離移動すると共に前記移動物体に支持されるセンサ位置可変駆動手段と、前記動体検出手段により前記移動物体が所定の駆動域にあると見做されると前記動体検出手段を所定移動範囲で往復動させるよう前記センサ位置可変駆動手段を駆動する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本願請求項２に係る発明は、請求項１に記載の障害物検出装置において、前記制御手段は前記対向物体と移動物体の相対移動がない運転域を判定した際に前記動体検出手段が所定の駆動域にあると見做し、前記センサ位置可変駆動手段を駆動することを特徴とする。
【００１２】
本願請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の障害物検出装置において、前記センサ位置可変駆動手段は前記動体検出手段を対向物体に対する接離方向に所定移動範囲で往復動させるガイド部と前記動体検出手段を移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする。
【００１３】
本願請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３に記載の障害物検出装置において、前記動体検出手段が対向物体を判定するのに応じて、対向物体検出警報を発する警報手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
本願請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の障害物検出装置において、前記物体判定手段は局部発振器の送信波信号がミキサ及び送信アンテナに注入され、前記ミキサでは受信アンテナが受信した反射波の受信信号と局部発振器の送信波信号とが周波数混合され、そのミキサの出力信号に応じて対向物体の有無を判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、移動物体が所定の駆動域にあると見做されると、センサ位置可変駆動手段により動体検出手段を移動物体に対して所定移動範囲で往復動させるので、たとえ、対向物体と移動物体の相対移動がない運転域でも動体検出手段が対向物体と相対移動するので、送信波及び反射波の周波数のずれに基づき（ドップラー効果に基づき）対向物体を検出できる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、対向物体と移動物体の相対移動がない運転域、例えば、移動物体の停止を検出した際に、センサ位置可変駆動手段を駆動して、たとえ、対向物体と移動物体の相対移動がない運転域でも、送信波及び反射波の周波数のずれに基づき（ドップラー効果に基づき）対向物体を検出できる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、センサ位置可変駆動手段が動体検出手段を対向物体に対する接離方向に所定移動範囲で往復動させるので、たとえ、対向物体と移動物体の相対移動がない運転域でも、送信波及び反射波の周波数のずれに基づき（ドップラー効果に基づき）対向物体を検出できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、対向物体を検出すると対向物体検出警報を発するので、この後の移動物体の相対移動を対向物体に注意して行うように喚起することが出来る。
【００１９】
請求項５の発明によれば、物体判定手段は、局部発振器、ミキサを用いて対向物体の有無を容易に判断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る障害物検知装置について説明する。  
図１はこの実施形態に係る障害物検知装置Ａｒの要部概略構成図を示した。  
この障害物検知装置Ａｒは、図２に示す車両Ｃの後部に配備される動体検出手段１と、物体判定手段２と、センサ位置可変駆動手段３と、センサ位置可変駆動手段３を駆動制御する制御手段４と、車室側の警報手段５を備える。  
図３に示すように、動体検出手段１はドップラーセンサであり、対向物体Ｄに向けて送信波を発射する送信アンテナ６と、対向物体Ｄからの反射波を受信する受信アンテナ７を備える。これら送信アンテナ６及び受信アンテナ７は後述のセンサ支持部材８上に取り付け支持されている。
【００２１】
ここで、動体検出手段１は自車両Ｃの後部の車体基枠９（図３参照）上に、センサ位置可変駆動手段３を介して支持される。センサ位置可変駆動手段３は相対的に車両の前後方向Ｘに移動可能にセンサ支持部材８を支持する。センサ支持部材８上の送信アンテナ６が後方の対向物体Ｄに向けて送信波を発射し、該対向物体Ｄからの反射波をセンサ支持部材８上の受信アンテナ７で受信するよう構成される。  
送信アンテナ６及び受信アンテナ７に接続された物体判定手段２は、図４に示すように、局部発振器１１の出力をミキサ１２及び送信アンテナ６に注入するよう接続される。ミキサ１２には受信アンテナ７にて受信した受信信号も入力され、この受信信号と局部発振器１１からの出力信号とが周波数混合される。更に、ミキサ１２の出力信号を物体判定手段２が受け、受信信号に応じて対向物体Ｄの有無を判断している。
【００２２】
ここで、送信アンテナ６から出射された送信波は、前方に位置する対向物体Ｄに到達し、そこで反射された反射波が受信アンテナ７で受信される。受信アンテナ７で受信された受信信号の周波数、つまり反射波の周波数ｆｏは、自車両Ｃと対向物体Ｄとの相対速度に応じて変化する。基本的には、対向物体Ｄが停止中で自車両Ｃも停車すると、局部発振器１１の発振周波数と同一となる。従って、ミキサ１２の出力は、０Ｈｚ（直流）となる。  一方、対向物体Ｄが移動中の対向車両の場合、自車両Ｃとの相対速度が変化することにより、ドップラー効果により反射波の周波数ｆｏは送信周波数ｆｓと異なる。従って、動体である対向車両（対向物体Ｄ）からの反射波を受信アンテナ７で受信した場合のミキサ１２の出力は、所定周波数の交流信号となる。そして、その周波数は、対向物体Ｄである車両の移動速度などに応じた値となり、例えば１００Ｈｚとなる。
【００２３】
物体判定手段２はミキサ１２の出力が閾値αＨｚ（例えば、５０Ｈｚ）を上回ると対向物体Ｄが接近したとして判断し、対向物体検出信号Ｓａを制御手段４に発する。  
警報手段５はブザーでよく、対向物体Ｄを検出して対向物体検出信号Ｓａが入力されると制御手段４により駆動され、対向物体検出警報を発する。このブザー音により、運転者はこの後の移動物体の相対移動である、発進あるいは後退を対向物体Ｄに十分に注意して行うことが出来、対向物体Ｄとの干渉を防止できる。  
センサ位置可変駆動手段３は自車両Ｃの後部の車体基部９（図３参照）上に支持され、動体検出手段１である送信アンテナ６及び受信アンテナ７を支持したセンサ支持部材８を対向物体Ｄに対する接離方向に所定移動範囲（ここでは、以後、一定ストロークと記す）Ｂ１（図３参照）で往復摺動させる。
【００２４】
このセンサ位置可変駆動手段３は、図３に示すように、車体後部の基枠９に固定されるベース部材１３と、ベース部材１３上のガイド溝ｃに沿って摺動可能に嵌着された前後方向Ｘに長いレール部材３１と、レール部材３１の左右端ラック３１ｒに噛合う駆動ギヤ１５、１５と、送信アンテナ６及び受信アンテナ７を支持すると共にレール部材３１と一体のセンサ支持部材８と、駆動ギヤ１５、１５を減速機１６を介して駆動するモータ３２とを備える。  
ここで、モータ３２は正転、逆転に切換え駆動でき、正逆回転に応じて駆動ギヤ１５、１５に噛合うレール部材３１が一定ストロークＢ１で前後方向Ｘに往復動でき、この部位がアクチュエータ１４を構成する。
【００２５】
アクチュエータ１４のモータ３２は駆動回路２２を介して制御手段４に接続される。この制御手段４はマイクロコンピュータを主体とする電子制御ユニット（ＣＰＵ）により構成される。
【００２６】
次に、制御手段４には、図３に示すように、自車両Ｃの制動信号Ｂｒを検出するブレーキセンサ２３、変速段信号を出力するインヒビタスイッチ２４、車速Ｖｃの信号を出力する車速センサ２５、ドライバーの意志によりオン操作されるメインスイッチＭｓが接続され、次の制御機能を備える。即ち、この制御手段４は動体検出手段１が所定の駆動域Ｅｄにあると見做すと、同動体検出手段１を所定移動範囲で往復動させるよう、センサ位置可変駆動手段３を駆動制御す。
【００２７】
即ち、制御手段４は、対向物体Ｄと自車両（移動物体）Ｃの相対移動がない運転域にあることを検出すると、この場合に動体検出手段１が所定の駆動域Ｅｄにあると見做し、センサ位置可変駆動手段３を駆動する駆動指示信号ｓｄを発する機能を有する。
【００２８】
ここで、対向物体Ｄと移動物体である自車両Ｃの相対移動がない運転域は、予め適宜に設定されればよく、制動時、自車両Ｃが設定車速以下の微動走行中、自車両Ｃの変速段がニュートラルより発進段あるいは後退Ｒ段に切換え時、等が設定され、これら運転域を検出時に制御手段４は動体検出手段１が所定の駆動域Ｅｄにあるとして駆動指示信号ｓｄを発する。
【００２９】
更に、制御手段４は駆動指示信号ｓｄ有りと判断すると、駆動回路２２を介しアクチュエータ１４のモータ１５を所定駆動モードＭで駆動する。この所定駆動モードＭとは駆動回路２２を介しモータ１５を所定の回転速度で往復駆動し、センサ支持部材８上の送信アンテナ６及び受信アンテナ７を対向物体Ｄに対する接離方向である前後方向Ｘに一定ストロークＢ１で往復移動させるモードでよい。なお、ここでセンサ支持部材８を一定ストロークＢ１で往復駆動するにあたり、実質的に対向物体Ｄと自車両Ｃとの相対速度が変化すればよく、精度が問題となるものではなく、アクチュエータ１４側は比較的低コストで製作することができる。  
なお、ここでアクチュエータ１４はモータ１５駆動であったが、油圧シリンダにより往復動させる構成としてもよく、実質的に一定ストロークＢ１の制約はなく、対向物体Ｄと自車両Ｃとの相対速度が変化すればよく、各種のアクチュエータ１４を採用できる。
【００３０】
なお、ここで図１の障害物検知装置Ａｒは、車体後方に配設されるものとして説明したが、この障害物検知装置Ａｒと同様に構成され、検出方向が車体前方に設定される車体前方の障害物検知装置Ａｆを設けても良く、その一例を図２に２点差線で自車両Ｃの車体前方の障害物検知装置Ａｆとして示した。この場合、自車両Ｃの前方の対向物体Ｄとの過度の接近を自車両Ｃの移動前に検出して警報でき、より確実に車両の移動運転時の安全性を向上させることが出来る。
【００３１】
次に、自車両Ｃの前後に障害物検知装置Ａｆ、Ａｒを設け、前後の対向物体Ｄとの過度の接近や干渉が発生する前に対向物体Ｄを検出し、警報制御できる障害物検知制御処理を図５のフローチャートに沿って説明する。  
ここで、移動物体である車両ＣのメインスイッチＭｓがドライバーによりオン操作されることにより制御手段４が駆動し、動体検出制御のステップｓ１に進む。ここではブレーキスイッチＢｒｓ／ｗがオンか否か判断し、オフではステップｓ２に進み、オンでは所定の駆動域Ｅｄにあるとして、ステップｓ３に進み、駆動指示信号ｓｄが発せられる。
【００３２】
ステップｓ３では駆動指示信号ｓｄが有りと判断したことより、制御手段４は駆動回路２２を介し前後のアクチュエータ１４のモータ１５を所定駆動モードＭで駆動する。これにより、発進時に前後いずれかの対向物体Ｄに過度に自車両Ｃが接近し、自車両Ｃとの相対速度がゼロであったとしても、ブレーキオンの発進状態に切り替わった場合や、走行中にブレーキオンとなるような場合に、前後の接近対向物体Ｄとの過度の接近を検出し、ブザー５を駆動するので、ドライバーが接近車両（対向物体Ｄ）等、を容易に認識でき、回避操作を容易に行うことが出来、相互干渉を防止できる。  
次いで、オフではステップｓ２に達する。
【００３３】
ここではインヒビタスイッチ２４から現在の変速段信号を取り込む。次いで、ステップｓ４に進み、ここで現変速段がＮ（ニュートラル）段で、それ以外の発進段やリバースＲが選択されたか否か判断する。  
Ｎｏであるとステップｓ５に進む。一方、Ｎ段より、Ｎ段以外への切り変えがなされると所定の駆動域Ｅｄにあるとしてステップｓ３に進み、駆動指示信号ｓｄが発せられる。  これにより、ステップｓ３に達し、ここで制御手段４は前後のモータ１５を所定駆動モードＭで駆動する。これにより、発進時に前後いずれかの接近車両（対向物体Ｄ）とこれに過度に接近する自車両Ｃとの相対速度がゼロであったとしても、ブザー５を駆動するので、接近車両（対向物体Ｄ）を容易に認識して発進でき、その際、接近車両（対向物体Ｄ）との干渉を回避する挙動を採ることが出来、相互干渉を防止するように運転できる。
【００３４】
ステップｓ４よりＮｏでステップｓ５に達すると、ここでは、Ｄレンジで車速Ｖｃが設定低車速ＶｃＬ、例えば極低速、例えば、１０乃至１５Ｋｍ／Ｈのような閾値を下回るか否か判断する。  
上回る場合はこの回の制御を終了し、ステップｓ１にリターンし、下回ると所定の駆動域Ｅｄにあるとしてステップｓ３に進み、駆動指示信号ｓｄが有りと判断する。  
ステップｓ３には渋滞中の微動走行を開始するような場合に達することとなり、前後いずれかに過度に接近する対向車両（対向物体Ｄ）の有無を認識でき、それに応じて過度の接近を回避する運転挙動をドライバーが採ることが出来、相互干渉を防止するように運転できる。なお、ステップｓ３の後は、この回の制御を終了し、ステップｓ１にリターンする。
【００３５】
このように、図５のフローチャートに沿って説明したように、前後に障害物検知装置Ａｆ、Ａｒを設けた場合、たとえ、前後いずれかの対向物体（対向車両）Ｄと移動物体である自車両Ｃの相対移動がない場合でも、ドップラーセンサ（動体検出手段）１が対向物体Ｄと相対移動できるので、送信波及び反射波の周波数のずれに基づき（ドップラー効果に基づき）対向物体Ｄを検出できる。  
更に、対向物体Ｄと自車両（移動物体）Ｃの相対移動がない運転域、例えば、移動物体の停止を検出した際に駆動信号を発するので、センサ位置可変駆動手段３を的確に駆動でき、送信波及び反射波の周波数のずれに基づき（ドップラー効果に基づき）対向物体Ｄを検出できる。
【００３６】
更に、センサ位置可変駆動手段３が動体検出手段１を対向物体Ｄに対する接離方向である前後方向Ｘに一定ストロークＢ１（所定移動範囲）で容易に往復動させることが出来、送信波及び反射波の周波数のずれに基づき（ドップラー効果に基づき）対向物体Ｄを検出できる。  
更に、対向物体Ｄを検出すると対向物体検出警報（ブザー）５を駆動させるので、ドライバーが容易に前後の対向物体Ｄとの過度の接近を認識できる。更に、物体判定手段２は、局部発振器１１、ミキサ１２を用いて対向物体Ｄの有無を容易に判断し、制御手段４に出力できる。
【００３７】
上述のところにおいて、移動物体を自車両Ｃとし、対向物体Ｄを対向車両として説明したが、ここでの移動物体及び対向物体Ｄは車両以外の移動体でよく、場合により対向物体Ｄは固定物体である固定壁でも良く、これらの場合も図１の障害物検知装置を車両に搭載した場合と、ほぼ同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態としての障害物検出装置の機能説明のためのブロック図である。
【図２】図１の障害物検出装置を搭載する車両の概略構成図である。
【図３】図１の障害物検出装置で用いる動体検出手段と物体判定手段の機能説明図である。
【図４】図１の障害物検出装置で用いる動体検出手段の概略機能説明図である。
【図５】図１の障害物検出装置で用いる制御フローチャートである。
【図６】従来装置の構成説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    ドップラーセンサ（動体検出手段）
２    物体判定手段
３    センサ位置可変駆動手段
４    制御手段
２３    ブレーキスイッチ
２４    インヒビタスイッチ
２５    車速センサ
ｓｄ    駆動指示信号
Ａｆ、Ａｒ    障害物検知装置
Ｃ    自車両
Ｄ    対向物体
Ｂ１    所定移動範囲
Ｅｄ    所定の駆動域
Ｓａ    検出信号
【図１】
2010139367.tif 000003
【図２】
2010139367.tif 000004
【図３】
2010139367.tif 000005
【図４】
2010139367.tif 000006
【図５】
2010139367.tif 000007
【図６】
2010139367.tif 000008