(57)【要約】【課題】  車両の底部周辺、特にタイヤ周辺に存在しうる障害物を検知可能な障害物検知装置を提供すること。【解決手段】  障害物検知装置１ａは、自身が送出した電磁波の反射波に基づいて、周囲の障害物の存在を示す検出信号を出力する、少なくとも１個のアクティブセンサ２０ａと、少なくとも１個のアクティブセンサ２０ａを車両の車輪に取り付けるための取り付けユニット１０ａと、少なくとも１個のアクティブセンサ２０ａから出力された検出信号に基づいて、車両の周囲に存在する障害物の情報を取得して、運転者に通知する制御装置３０とを備える。ここで、取り付けユニット１０ａは、車両を基準として外側の方向に突出し、車輪に同期して回転するシャフトと、シャフトを挿入することが可能な貫通孔が形成されており、車両を基準として外側の方向を向く面上に少なくとも１個のアクティブセンサが設置される設置部材と、設置部材に取り付けられるバランスウエイトとを含む。【選択図】  図１
2006105685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲に存在する障害物を検知して、検知した障害物の情報を運転者に通知する障害物検知装置であって、
自身が送出した電磁波の反射波に基づいて、周囲の障害物の存在を示す検出信号を出力する、少なくとも１個のアクティブセンサと、
前記少なくとも１個のアクティブセンサを前記車両の車輪に取り付けるための取り付けユニットと、
前記少なくとも１個のアクティブセンサから出力された検出信号に基づいて、前記車両の周囲に存在する障害物の情報を取得して、前記車両の運転者に通知する制御装置とを備え、
前記取り付けユニットは、
前記車両を基準として外側の方向に突出し、前記車輪に同期して回転するシャフトと、
前記シャフトを挿入することが可能な貫通孔が形成されており、前記車両を基準として外側の方向を向く面上に前記少なくとも１個のアクティブセンサが設置される設置部材と、
前記設置部材に取り付けられるバランスウエイトとを含む、障害物検知装置。
【請求項２】
前記設置部材は、前記バランスウエイトの重量により、前記車輪に対して実質的に静止し、これによって、前記少なくとも１個のアクティブセンサが位置決められる、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記少なくとも１個のアクティブセンサは、重力方向に対して実質的に垂直な方向に電磁波を送出する、請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
障害物検知装置は、前記少なくとも１個のアクティブセンサが取り付けられた車輪と前記車両の前後方向に沿って並ぶ、別の車輪に取り付けられる、少なくとも１個の反射部材をさらに備え、
前記反射部材は、前記少なくとも１個のアクティブセンサから送出された電磁波を反射し、
前記制御装置はさらに、前記車両の速度及び／又は走行距離を導出する、請求項１に記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検知装置に関し、より特定的には、車両の周囲に存在する障害物を検知して、少なくとも、その存在を運転者に通知する障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような障害物検知装置として、車両の底部に取り付けられるものがあり、このような障害物検知装置は、光センサと、テレビジョンカメラと、旋回機構と、ディスプレイとを大略的に備えている。光センサは、旋回機構で生成された回転力により、自身の周囲３６０°の方向を周期的に走査し、自身の検知範囲に存在しうる障害物との距離を測定する。光センサの検知範囲に障害物が存在していれば、光センサは、その障害物との距離を表す距離データを２周期分保持する。旋回装置は、最初の周期の距離データと、次の周期のものとに変化があった場合、障害物の現在位置の方向にテレビジョンカメラが向くように回転力を与える。これによって、テレビジョンカメラは障害物の位置に追従して動き、ディスプレイは、障害物の様子を表示する（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平９−３０７８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の障害物検知装置では、光センサ及びテレビジョンカメラが車両の底部中央部分で回転するため、車両の各タイヤにより、光センサ及びテレビジョンカメラの視界が遮られてしまう。その結果、光センサ及びテレビジョンカメラからみて、各タイヤの背後が死角になってしまい、このような死角に存在する障害物を従来の障害物検知装置は検知できないという問題点がある。なお、このような死角は、タイヤが路面に接触する部分にもできてしまうため、上記の問題点を解決することは、車両の安全運転の観点から極めて重要である。
【０００４】
それ故に、本発明の目的は、車両の底部周辺、特に車輪周辺に存在しうる障害物を検知可能な障害物検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の第１の局面は、車両の周囲に存在する障害物を検知して、検知した障害物の情報を運転者に通知する障害物検知装置であって、自身が送出した電磁波の反射波に基づいて、周囲の障害物の存在を示す検出信号を出力する、少なくとも１個のアクティブセンサと、少なくとも１個のアクティブセンサを車両の車輪に取り付けるための取り付けユニットと、少なくとも１個のアクティブセンサから出力された検出信号に基づいて、車両の周囲に存在する障害物の情報を取得して、運転者に通知する制御装置とを備える。ここで、取り付けユニットは、車両を基準として外側の方向に突出し、車輪に同期して回転するシャフトと、シャフトを挿入することが可能な貫通孔が形成されており、車両を基準として外側の方向を向く面上に少なくとも１個のアクティブセンサが設置される設置部材と、設置部材に取り付けられるバランスウエイトとを含む。
【０００６】
設置部材は具体的には、バランスウエイトの重量により、車輪に対して実質的に静止し、これによって、少なくとも１個のアクティブセンサが位置決められる。
【０００７】
少なくとも１個のアクティブセンサは典型的には、重力方向に対して実質的に垂直な方向に電磁波を送出する。
【０００８】
障害物検知装置は、少なくとも１個のアクティブセンサが取り付けられた車輪と車両の前後方向に沿って並ぶ、別の車輪に取り付けられる、少なくとも１個の反射部材をさらに備える。ここで、反射部材は、少なくとも１個のアクティブセンサから送出された電磁波を反射し、制御装置はさらに、車両の速度及び／又は走行距離を導出する。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、第１の局面によれば、取り付けユニットは、車輪に同期して回転するシャフトを挿入することが可能な貫通孔が形成されており、車両を基準として外側の方向を向く面上に前記少なくとも１個のアクティブセンサが設置される設置部材と、設置部材に取り付けられるバランスウエイトとを含む。その結果、設置部材は、車輪と同期して回転せず、バランスウエイトの重量により、車輪に対して実質的に静止させることが可能となる。従って、アクティブセンサは、車輪の回転にかかわらず位置決められ、車両の底部周辺、特に車輪周辺に向けて電磁波を送出し易くなる、これによって、車両の底部周辺、特に車輪周辺に存在しうる障害物を好適に検知可能となるな障害物検知装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（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１ａの全体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１ａは、車両Ｖ（図５を参照）に設置され、好ましくは４個の取り付けユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄと、例示的には８個のアクティブセンサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ及び２０ｈと、制御装置３０とを備える。
【００１１】
取り付けユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄは、互いに実質的に同一の構造を有しており、好ましくは、車両Ｖの右前輪Ｗａ、左前輪Ｗｂ、右後輪Ｗｃ及び左後輪Ｗｄ（図５参照）に取り付けられる。また、取り付けユニット１０ａには、アクティブセンサ２０ａ及び２０ｃが固定され、取り付けユニット１０ｂには、アクティブセンサ２０ｂ及び２０ｄが固定され、取り付けユニット１０ｃには、アクティブセンサ２０ｅ及び２０ｇが固定され、さらに、取り付けユニット１０ｄには、アクティブセンサ２０ｆ及び２０ｈが固定される。
【００１２】
ここで、図２は、図１に示す取り付けユニット１０ａ−１０ｄの詳細な構成を示す分解図である。また、図３Ａは、図２に示す取り付けユニット１０ａ−１０ｄを組み立てた時の模式図であり、さらに、図３Ｂは、図３Ａに示す取り付けユニット１０ａ−１０ｄを図３Ａに示す矢印αから見た時の模式図である。図２、図３Ａ及び図３Ｂにおいて、取り付けユニット１０ａ−１０ｄはそれぞれ、回転部材１１１と、シャフト１１２と、設置部材１１３と、バランスウエイト１１４（斜線部分を参照）と、レドーム１１５とを含む。
【００１３】
各回転部材１１１は、好ましくは車輪Ｗａ−Ｗｄのホイールに取り付け可能な形状を有する板状の部材である。なお、本実施形態では、便宜上、車輪Ｗａ−Ｗｄはそれぞれ、ハブ、ホイール及びタイヤを含むものと仮定する。また、各回転部材１１１は、車両Ｖの側方を向く主面１１１ａを有する。このような回転部材１１１は、車輪Ｗａ−Ｗｄの回転軸と実質的に垂直になるように各ホイールに固定され、これによって、車輪Ｗａ−Ｗｄの回転に同期して回転する。
【００１４】
各シャフト１１２は、主面１１１ａから、車両Ｖの横方向に向けて突出する円柱状の部材である。このようなシャフト１１２は、自身の中心軸が車輪Ｗａ−Ｗｄの回転軸と精密に軸合わせされる。
【００１５】
各設置部材１１３は、主面１１３ａを有する板状の部材である。また、各設置部材１１３には、シャフト１１２を挿入することが可能な貫通孔１１３ｂが形成される。各貫通孔１１３ｂの径は好ましくは、シャフト１１２の外径と実質的に同じ値に選ばれる、さらに好ましくは、貫通孔１１３ｂとシャフト１１２とは充分に小さな抵抗を持った状態で接触する。また、各設置部材１１３の主面１１３ａは、車両Ｖの横方向を向いた状態で、それぞれの貫通孔１１３ｂにシャフト１１２が差し込まれる。これによって、設置部材１１３は回転部材１１１に対して回転可能に取り付けられる。また、以上のような主面１１３ａの所定位置に、例示的には２個のアクティブセンサが固定される。なお、アクティブセンサの固定位置については後述する。
【００１６】
各バランスウエイト１１４は、設置部材１１３よりも充分に密度の大きな材料からなり、設置部材１１３において貫通孔１１３ｂよりも下の部分に取り付けられる。このようなバランスウエイト１１４の重量により、たとえ車輪Ｗａ−Ｗｄが回転したとしても、設置部材１１３は、それに同期して回転せず、車輪Ｗａ−Ｗｄに対して実質的に静止した状態を保つことが可能となる。
【００１７】
各レドーム１１５は、誘電性材料からなり、各設置部材１１３が車輪Ｗａ−Ｗｄから脱落しないように、各設置部材１１３を全体的に覆う。
【００１８】
再度、図１を参照する。各アクティブセンサ２０ａ−２０ｈは、自身が送出した電磁波の反射波を受信し処理して、周囲の障害物の存在を示す検出信号を出力する。
【００１９】
図４は、図１に示すアクティブセンサ２０ａ−２０ｈの詳細な構成を示す模式図である。図４において、アクティブセンサ２０ａ−２０ｈのそれぞれは、ベース信号発生部２１１と、発振器２１２と、送信側ミキサ２１３と、高域通過回路（以下、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）と称する）２１４と、送信側アンプ２１５と、送信用アンテナ２１６と、受信用アンテナ２１７と、受信側アンプ２１８と、受信側ミキサ２１９と、低域通過回路（以下、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）と称する）２２０とを備える。
【００２０】
ベース信号発生部２１１は、制御装置３０から送られてくる制御信号に従って、ベースバンド信号を生成して、送信側ミキサ２１３に出力する。発振器２１２は、搬送波を生成し、送信側ミキサ２１３に出力する。送信側ミキサ２１３は、入力された搬送波とパルス信号とを周波数混合して変調信号を生成して、ＨＰＦ２１４に出力する。ＨＰＦ２１４は、入力された変調信号のうち高周波成分だけ通過させ、それによって得られる高周波信号を送信側アンプ２１５に出力する。以上のような高周波信号、つまり電磁波は、送信側アンプ２１５により増幅された後、送信用アンテナ２１６から送出される。
【００２１】
また、アクティブセンサ２０ａ−２０ｈのそれぞれの検知範囲に障害物が存在する場合、送出された高周波信号は、その障害物に当たって反射する。このようにして生成される反射波は、受信用アンテナ２１７により受信された後、受信側アンプ２１８により増幅され、その後、受信側ミキサ２１９に入力される。
【００２２】
受信側ミキサ２１９は、受信側アンプ２１８の出力信号と、発振器２１２からの搬送波とを周波数混合し、それによって得られる中間信号をＬＰＦ２２０に出力する。ＬＰＦ２２０は、入力された中間信号のうち、低周波成分だけ、つまりベースバンド帯の成分だけを通過させ、それによって得られる検出信号を、制御装置３０に送信する。
以上のようなアクティブセンサ２０ａ−２０ｈは、車両Ｖ上の互いに異なる位置に設置される。
【００２３】
ここで、図５は、図１に示すアクティブセンサ２０ａ−２０ｈの車両Ｖにおける大略的な設置位置を示す模式図である。また、図６は、図５に示すアクティブセンサ２０ａの周辺の同図に示す矢印βの方向から見たときの模式図である。
【００２４】
図５及び図６において、アクティブセンサ２０ａ及び２０ｃは、取り付けユニット１０ａの主面１１１ａに取り付けられる。具体的には、アクティブセンサ２０ａは、車両Ｖの進行方向に前述の高周波信号を放射可能に位置する。さらに具体的には、図５に示すように、水平方向の放射角を２×θ１とし、さらに、車両Ｖの右側に実質的に接する鉛直面をＶＰａとした場合、放射角２×θ１が鉛直面ＶＰａにより実質的に２等分される位置にアクティブセンサ２０ａは位置する。また、図６に示すように、鉛直方向の放射角を２×θ２とし、右前輪Ｗａの実質的な高さ（直径）をＴ１とした場合、放射角２×θ２が路面ＨＰｒと距離Ｔ１／２だけ離れた水平面ＨＰａにより２等分される位置にアクティブセンサ２０ａは位置する。なお、検知範囲を広げる観点から、半角値θ１及びθ２はできるだけ大きな値にすることが好ましい。
【００２５】
また、さらに好ましくは、アクティブセンサ２０ａは、車輪Ｗａの非タイヤ部分において回転中心から可能な限り離れて位置し、アクティブセンサ２０ａの放射面は、車輪Ｗａのホイールの外周に沿うように、かつ鉛直面ＶＰａ及び水平面ＨＰａに対して垂直になるよう位置決められる。
【００２６】
また、アクティブセンサ２０ｃは、左右前輪Ｗａ及びＷｂの回転軸Ｃａを含む鉛直面ＶＰｂを基準にして、アクティブセンサ２０ａと実質的に対称に位置する。
【００２７】
また、アクティブセンサ２０ｂ及び２０ｄは、取り付けユニット１０ｂの主面１１１ａに取り付けられ、車両Ｖの縦中心面ＶＰｃを基準にして、アクティブセンサ２０ａ及び２０ｃと実質的に対称に位置する。
【００２８】
アクティブセンサ２０ｅ及び２０ｇは、取り付けユニット１０ｃの主面１１１ａに取り付けられる。具体的には、アクティブセンサ２０ｅは、右後輪Ｗｃにおいて、車両Ｖの後退方向に実質的に平行にＸ３の距離だけ離れて位置する。ここで、Ｘ３は、車両Ｖの左右後輪Ｗｃ及びＷｄの回転軸をＣｂとする場合、２つの回転軸Ｃａ及びＣｂの間の距離である。また、アクティブセンサ２０ｇは、回転軸Ｃｂを含む鉛直面ＶＰｄを基準にして、アクティブセンサ２０ｅと実質的に対称に位置する。
【００２９】
また、アクティブセンサ２０ｆ及び２０ｈは、取り付けユニット１０ｄの主面１１１ａ
に取り付けられ、車両Ｖの縦中心面ＶＰｃを基準にして、アクティブセンサ２０ｅ及び２０ｇと実質的に対称に位置する。
【００３０】
なお、図５には、以降の説明の便宜上、Ｘ３以外にも、車両Ｖについて様々なパラメータが示されている。Ｘ１は車両Ｖの全長、Ｘ５は車両Ｖの幅、Ｘ２は車両Ｖの前端から回転軸Ｃａまでの距離、さらに、Ｘ４は車両Ｖの後端から回転軸Ｃｂまでの距離である。また、図６には、Ｔ１以外にも、Ｔ２が示されている。Ｔ２は、車輪Ｗａのホイールの直径である。
【００３１】
以上のような設置することにより、図７にいくつかの矢印で示すように、例えばアクティブセンサ２０ｅは、主として車両Ｖの右前方辺りの障害物を検知する。また、上述のように、車輪Ｗａ−Ｗｄには、アクティブセンサ２０ａ−２０ｅが取り付けられるので、全てのアクティブセンサ２０ａ−２０ｅにより、車両Ｖの底部周辺全体、特に車輪Ｗａ−Ｗｄの周辺に存在しうる障害物を、障害物検知装置は検出可能になる。
【００３２】
次に、図５及び図６を参照して、図１に示すアクティブセンサ２０ａの仕様の一例を説明する。なお、以下の説明では、本障害物検知装置１ａが車両Ｖの一例としての２トントラックに設置されると仮定する。また、図５において、Ｘ１は６１７５ｍｍであり、Ｘ２は１０３０ｍｍであり、Ｘ３は３４３０ｍｍであり、Ｘ４は１６４５ｍｍであり、さらに、Ｘ５は１９９５ｍｍであると仮定する。さらに、図６において、Ｔ１は６００ｍｍであり、また、Ｔ２は４００ｍｍであると仮定し、さらに、検知すべき最小の障害物Ｂの断面積を０．００２５ｍ2 の円形と仮定する。
【００３３】
このような最小障害物Ｂを検出するのに必要な半角値θ２は、以下のようにして求められる。まず、車輪Ｗａに接する鉛直線と路面ＨＰｒとの交点を原点Ｏとする場合、アクティブセンサ２０ａの座標は、（（Ｔ１−Ｔ２）／２，Ｔ１／２）＝（１００，３００）となる。さらに、アクティブセンサ２０ａの座標位置及びＸ軸上の点（Ｘ１，０）の２点を通りかつ最小障害物Ｂと接する直線が求められる。このようにして求められた直線と、路面ＨＰｒとがなす角がθ２となる。上記のように最小障害物Ｂの断面積が０．００２５ｍ2 の場合、θ２は約７０°となる。
【００３４】
次に、上述と同じ仮定下で最小障害物Ｂを検知可能な半角値θ１を求めるには、図５において、ｔａｎθ１＝Ｘ５／（Ｘ３−６００）から、θ１＝ｔａｎ-1｛Ｘ５／Ｘ３−６００｝＝約３５°となる。
【００３５】
また、半角値θ１が３５°で、半角値θ２が７０°である場合における送信用アンテナ２１６の仕様について説明する。なお、送信用アンテナ２１６の基板の比誘電率εr は２．５で、高周波信号の周波数ｆは２４ＧＨｚであると仮定する。さらに、送信用アンテナ２１６は、正方形の平面アンテナと仮定する。今、送信用アンテナ２１６の一辺の長さをＬとおくと、Ｌ＝λg ／２＝０．００３９５ｍとなる。ただし、λg は、空気中における高周波信号の波長をλとすると、λg ＝λ／√εr である。
【００３６】
また、送信用アンテナ２１６の有効面積をＳ’とおき、送信用アンテナ２１６の効率を５０％と仮定すると、Ｓ’＝０．５×Ｌ2 ＝０．０００００７８ｍ2 となる。
【００３７】
また、送信用アンテナ２１６の基板の厚みｔを０．００１ｍとすると、送信用アンテナ２１６の比帯域幅Ｗは、Ｗ＝３．７７×｛（εr −１）／εr2｝×（ｔ／λg ）より、０．１となる。以上のことから、送信用アンテナ２１６の帯域幅は、ｆ±Ｗ×ｆ＝２４±２．４ＧＨｚとなる。
【００３８】
さらに、送信用アンテナ２１６からはガウスビームが送出されると仮定すると、指向性利得Ｇは、Ｇ≒１０×Ｌｏｇ｛３２４００／（２×θ１×２×θ２）｝より、５．２ｄＢｉとなる。従って、送信用アンテナ２１６としては、指向性利得Ｇが５．２ｄＢｉ以下のものが必要となる。
【００３９】
再度図１を参照する。制御装置３０は、初期データ格納部３１１と、センサ駆動部３１２と、信号処理部３１３と、警告生成部３１４と、警告出力部３１５とを含む。
【００４０】
初期データ格納部３１１は、初期状態における各アクティブセンサ２０ａ−２０ｈからの検出信号の波形データが格納される。ここで、初期状態とは、車両Ｖの底部周辺に障害物が無い状態を意味する。
【００４１】
センサ駆動部３１２は、各アクティブセンサ２０ａ−２０ｈに対して動作を命令するための制御信号を生成し、今回動作すべきアクティブセンサと信号処理部３１３のそれぞれに出力する。
【００４２】
信号処理部３１３は、現在動作中のアクティブセンサからの検出信号を受け取る。さらに、信号処理部３１３は、センサ駆動部３１２からの制御信号を参照して、現在動作中のアクティブセンサを判定し、その波形データを初期データ格納部３１１から取得する。その後、信号処理部３１３は、今回取得した検出信号及び波形データを比較して、現在動作中のアクティブセンサの検知範囲に障害物があるか無いかを判断する。障害物があると判断した場合、信号処理部３１３は、検知された障害物の情報、より具体的には、車両Ｖを基準とした障害物の位置及び相対速度を導出し、そのような情報を警告生成部３１４に出力する。
【００４３】
警告生成部３１４は、入力された情報を表すデータを生成し、警告出力部３１５に出力する。
【００４４】
警告出力部３１５は、入力データに従って、車両Ｖの周辺に障害物が存在することを表す警告を車両Ｖの運転者に出力する。
【００４５】
次に、図８のフローチャートを参照して、図１に示す障害物検知装置１ａの動作を説明する。図８において、センサ駆動部３１２は、アクティブセンサ２０ａ、２０ｂ及び２０ｅ−２０ｈと、信号処理部３１３とに向けて制御信号を送出する（ステップＳＴ１）。この制御信号に応答して、アクティブセンサ２０ａ、２０ｂ及び２０ｅ−２０ｈは、図４を参照して説明したように動作し、高周波信号を送出する。
【００４６】
なお、ステップＳＴ１においてアクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄに制御信号を与えないのは、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄが送出する高周波信号と、それらに対向するアクティブセンサ２０ｅ及び２０ｆから送出される高周波信号とが干渉しないようにするためである。なお、ステップＳＴ１では、アクティブセンサ２０ｅ及び２０ｆに制御信号が与えられても良いが、この場合、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄに制御信号は与えられない。
【００４７】
信号処理部３１３は、現在動作中のアクティブセンサからの検出信号を受け取る（ステップＳＴ２）。さらに、信号処理部３１３は、ステップＳＴ１で送出された制御信号を参照して、現在動作中のアクティブセンサを判定し、その波形データを初期データ格納部３１１から取得する（ステップＳＴ３）。その後、信号処理部３１３は、今回取得した検出信号及び波形データを比較して、現在動作中のアクティブセンサの検知範囲に障害物があるか無いかを判断する（ステップＳＴ４）。障害物があると判断した場合、信号処理部３１３は、検知された障害物の情報、より具体的には、車両Ｖを基準とした障害物の位置及び相対速度を導出し、そのような情報を警告生成部３１４に出力する。警告生成部３１４は、入力された情報を表すデータを生成し、警告出力部３１５に出力する。警告出力部３１５は、入力データに従って、車両Ｖの周辺に障害物が存在することを表す警告を車両Ｖの運転者に出力する（ステップＳＴ５）。
【００４８】
また、ステップＳＴ４で障害物が無いと判断された場合、又はステップＳＴ７の後、センサ駆動部３１２は、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄと、信号処理部３１３とに向けて制御信号を送出する（ステップＳＴ６）。この制御信号に応答して、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄは、図４を参照して説明したように動作し、高周波信号を送出する。その後、信号処理部３１３は、ステップＳＴ２−ＳＴ６と同様に動作する。
【００４９】
このようなステップＳＴ１−ＳＴ８で示されるような動作が障害物検知装置１ａでは繰り返し実行される。
【００５０】
以上説明したように、本障害物検知装置１ａによれば、各アクティブセンサ２０ａ−２０ｈは、取り付けユニット１０ａ−１０ｄを介して車輪Ｗａ−Ｗｄに取り付けられる。また、各取り付けユニット１０ａ−１０ｄは、図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明したように、車輪Ｗａ−Ｗｄが回転しても、各アクティブセンサ２０ａ−２０ｈの車両Ｖに対する相対位置を維持するような構造を有する。その結果、各アクティブセンサ２０ａ−２０ｈは、車両Ｖの底部周辺に向けて安定的かつ確実に高周波信号を送出することが可能となる。これによって、車両Ｖの底部周辺に存在しうる障害物を検知可能な障害物検知装置１ａを提供することが可能となる。
【００５１】
さらに、本障害物検知装置１ａによれば、各アクティブセンサ２０ａ−２０ｈは、図５及び図６を参照して説明したように各車輪Ｗａ−Ｗｄに取り付けられる。その結果、図７に示すように、各車輪Ｗａ−Ｗｄの周囲にも確実に高周波信号が届くので、各車輪Ｗａ−Ｗｄの周囲に存在しうる障害物を検知可能な障害物検知装置を提供することができる。
【００５２】
なお、以上の実施形態では、８個のアクティブセンサ２０ａ−２０ｈが備わるとして説明した。しかし、これに限らず、本願で設定された課題を解決できるのであれば、いくつのアクティブセンサから構成されても構わない。
【００５３】
また、以上の実施形態では、好ましい例として、各車輪Ｗａ−Ｗｄにアクティブセンサが取り付けられるとして説明した。しかし、これに限らず、少なくとも１個の車輪に、１個のアクティブセンサが図５及び図６を参照して説明したように取り付けられれば良い。
【００５４】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置１ｂの全体構成を示すブロック図である。図９において、障害物検知装置１ｂは、車両Ｖ（図１０を参照）に設置され、図１に示す構成と比較すると、取り付けユニット１０ｃ及び１０ｄと、６個のアクティブセンサ２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ及び２０ｈと、制御装置３０とが無い点と、好ましくは８個の反射部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ及び４０ｈと、制御装置５０とをさらに備える。それ以外に障害物検知装置１ｂ及び１ａの間には構成面に関する相違点は無い。それ故、図９において、図１に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００５５】
反射部材４０ａ−４０ｈはそれぞれ、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄから送出される高周波信号を反射する材料からなり、好ましくは互いに実質的に同じ形状である。また、図１０に示すように、反射部材４０ａ−４０ｄは、アクティブセンサ２０ｃが取り付けられる車輪Ｗａと、車両Ｖの前後方向に沿って並ぶ車輪Ｗｃを構成するホイールのリム間に９０°の角度間隔で取り付けられる。これによって、各反射部材４０ａ−４０ｄは、車輪Ｗｃの回転に応じて、アクティブセンサ２０ｃの放射面と正対する位置に来ることが可能となる。また、反射部材４０ｅ−４０ｈは、車両Ｖの縦中心面ＶＰｃを基準にして、反射部材４０ａ−４０ｄと実質的に対称な位置に取り付けられる。
【００５６】
次に、以上の図１０を参照して、図９に示すアクティブセンサ２０ｄが反射部材４０ａ−４０ｄを検知可能な水平方向の半値角θ３の最小値及び鉛直方向の半値角θ４の最小値の一例について説明する。なお、以下の説明では、本障害物検知装置１ｂが車両Ｖの一例としての２トントラックに設置されると仮定する。また、図１０において、Ｘ６は、アクティブセンサ２０ｄの放射面から、車輪Ｗｄの回転に伴って変位する反射部材４０ｅ−４０ｈのいずれかまでの最短距離であり、既知量である。また、図１０において、Ｘ７は、反射部材４０ｅ−４０ｈのリム幅に平行な方向に沿う長さであり、既知量である。また、図１０において、Ｔ３は車輪Ｗｄの外径であり、また、Ｔ４は車輪Ｗｄを構成するホイールの外径であり、それぞれは既知量である。なお、以下の説明では、Ｘ６は３０３０ｍｍであり、Ｘ７は３００ｍであり、Ｔ３は６００ｍｍであり、さらにＴ４は４００ｍｍであると仮定する。
【００５７】
まず、θ３は、θ３≒ｔａｎ-1（Ｘ７／Ｘ６）となるので、約５．６°となる。また、θ４は、θ４≒ｔａｎ-1｛（Ｔ４／２）／（Ｘ６＋Ｔ４／２）｝となるので、約３．５°となる。
【００５８】
また、半角値θ３が５．６°で、半角値θ４が３．５°である場合における送信用アンテナ２１６の仕様について説明する。なお、送信用アンテナ２１６について、その形状、基板の比誘電率εr 、さらに高周波信号の周波数ｆが第１の実施形態で述べたものと同じであると仮定すると、送信用アンテナ２１６の帯域幅は２４±２．４ＧＨｚとなる。
【００５９】
さらに、送信用アンテナ２１６からはガウスビームが送出されると仮定すると、指向性利得Ｇは、Ｇ≒１０×Ｌｏｇ｛３２４００／（２×θ３×２×θ４）｝より、２６ｄＢｉとなる。
【００６０】
再度図９を参照する。制御装置５０は、図１に示す制御装置３０と比較すると、初期データ格納部３１１、センサ駆動部３１２及び信号処理部３１３の代わりに、データ格納部５１１、センサ駆動部５１２及び信号処理部５１３を含む点と、カウンタ５１４をさらに含む点とで相違する。これ以外に、両制御装置３０及び５０の間にブロック構成面での相違点は無い。それ故、図９において、図１に示す構成に相当するものには同一の参照符号と付け、それぞれの説明を省略する。
【００６１】
データ格納部５１１は、初期状態における各アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄからの検出信号の波形データが格納される。ここで、初期状態とは、第１の実施形態と同様、車両Ｖの底部周辺に障害物が無い状態を意味する。また、データ格納部５１１にはさらに、距離Ｘ６の値が格納される。
【００６２】
センサ駆動部５１２は、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄに対して動作を命令するための制御信号を生成して、これらアクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄと信号処理部５１３とに出力する。
【００６３】
信号処理部５１３は、現在動作中のアクティブセンサからの検出信号を受け取る。さらに、信号処理部５１３は、今回取得した検出信号と、データ格納部５１１に格納される波形データを比較して、現在動作中のアクティブセンサの検知範囲に障害物があるか無いかを判断する。障害物があると判断した場合、信号処理部５１３は、信号処理部３１３と同様に、障害物の情報を警告生成部３１４に出力する。
【００６４】
また、本実施形態によれば、車両Ｖが走行中、反射部材４０ｅ−４０ｈのいずれかがアクティブセンサ２０ｄに正対するたびに、それから送出された高周波信号は、いずれかの反射部材に当たって反射する。ここで、Ｘ６が既知の値であるため、信号処理部５１３は、上述の処理の結果、アクティブセンサ２０ｄを基準として距離Ｘの位置に障害物を検知すると、それをいずれかの反射部材４０ｅ−４０ｈとみなす。このようにして、反射部材４０ｅ−４０ｈのいずれかを検知する度に、信号処理部５１３はカウンタ５１４を１だけインクリメントする。さらに、信号処理部５１３は、予め定められた時間Ｔ毎に、その時間Ｔにおける車両Ｖの走行速度ｖｔ及び／又は走行距離Ｄｔを、カウンタ５１４の現在の値Ｎに基づいて求める。
【００６５】
カウンタ５１４は、上述から明らかなように、信号処理部５１３が反射部材４０ｅ−４０ｈのいずれかを検知した回数Ｎをカウントする。
【００６６】
次に、図１１のフローチャートを参照して、図９に示す障害物検知装置１ｂの動作を説明する。図１１において、信号処理部５１３はカウンタ５１４の値Ｎを初期値０に設定する（ステップＳＴ１１）。その後、センサ駆動部５１２は、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄと、信号処理部５１３とに向けて制御信号を送出する（ステップＳＴ１２）。この制御信号に応答して、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄは、図４を参照して説明したように動作し、高周波信号を送出する。なお、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄは繰り返し高周波信号を送出することになるが、その送出間隔は実質的に互いに等しく制御されることが好ましい。
【００６７】
信号処理部５１３は、ステップＳ１２で高周波信号を送出したアクティブセンサからの検出信号を受け取る（ステップＳＴ１３）。さらに、信号処理部５１３は、現在動作中のアクティブセンサの波形データをデータ格納部５１１から取得する（ステップＳＴ１４）。その後、信号処理部５１３は、今回取得した検出信号及び波形データを比較して、現在動作中のアクティブセンサの検知範囲に障害物があるか無いかを判断する（ステップＳＴ１５）。
【００６８】
Ｙｅｓと判断した場合、信号処理部５１３は、現在動作中のアクティブセンサから検知された障害物までの距離Ｄｂを算出し（ステップＳＴ１６）、算出した距離Ｄｂが、データ格納部５１１に格納されている距離Ｘ６に実質的に一致するか否かを判断する（ステップＳＴ１７）。
【００６９】
Ｙｅｓと判断した場合、信号処理部５１３は、カウンタ５１４の値Ｎを１だけインクリメントする（ステップＳＴ１８）。逆にＮｏと判断した場合、信号処理部５１３は、図８のステップＳＴ５と同様にして、障害物が存在することを表す警告を車両Ｖの運転者に出力する（ステップＳＴ１９）。
【００７０】
また、ステップＳＴ１８又はＳＴ１９の後、又はステップＳＴ１５でＮｏと判断した場合に、信号処理部５１３は、ステップＳＴ１の実行、又は前回のステップＳＴ２０の実行から時間Ｔが経過したか否かを判断する（ステップＳＴ２０）。
【００７１】
Ｎｏと判断した場合、ステップＳＴ１２が行われる。それに対して、Ｙｅｓと判断された場合、信号処理部５１３は、車両Ｖの走行速度ｖｔ及び／又は走行距離Ｄｔを導出し、その後、カウンタ５１４の値Ｎを０に更新する（ステップＳＴ２１）。その後、ステップＳＴ１２が行われる。
【００７２】
このようなステップＳＴ１１−ＳＴ２１で示されるような動作が障害物検知装置１ｂでは繰り返し実行される。
【００７３】
ここで、ステップＳＴ２１における走行速度ｖｔ及び／又は走行距離Ｄｔの導出処理の具体例について説明する。まず走行速度ｖｔに関しては、タイヤの周りの長さＣｔは、Ｔ３×πであり、上述のようにＴ３が６００ｍｍの場合には、Ｃｔ≒１８８４ｍｍとなる。また、本実施形態のように、１つの車輪Ｗｃ又はＷｄに４個の反射部材が取り付けられる場合、各車輪Ｗｃ又はＷｄの回転方向に隣り合う２個の反射部材について間隔ｄはＣｔ／４＝０．４７１ｍとなる。また、時間Ｔあたりの走行距離Ｄｔはｄ×Ｎとなり、ｄ＝０．４７１で、Ｎ＝１０００である場合、走行距離Ｄｔは４７．１ｍとなる。また、時間Ｔにおける平均的な走行速度ｖｔは、Ｄｔ／Ｔで表される。ここで、Ｔが５秒で、Ｄｔが４７．１ｍの場合、ｖｔ≒３３．９Ｋｍ／ｈとなる。
【００７４】
以上説明したように、本障害物検知装置１ｂによれば、第１の実施形態で説明したような車両Ｖの底部周辺、特に車輪の周辺に存在しうる障害物を検知可能であって、さらに、車両Ｖの走行速度ｖｔ及び／又は走行距離Ｄｔを測定可能な障害物検知装置１ｂを提供することが可能となる。
【００７５】
なお、以上の実施形態では、説明の便宜上、２個のアクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄが備わるとして説明した。しかし、これに限らず、本願明細書で設定された課題を解決できるのであれば、いくつのアクティブセンサから構成されても構わない。
【００７６】
また、以上の実施形態では、好ましい例として、車両Ｖの両側にアクティブセンサ及び反射部材の組み合わせが取り付けられるとして説明した。しかし、これに限らず、少なくとも車両Ｖの片側の２個の車輪に、アクティブセンサ及び反射部材の組み合わせを取り付ければ、走行速度ｖｔ及び／又は走行距離Ｄｔを測定することは可能となる。
【００７７】
また、以上の実施形態では、典型例として、４個の反射部材が１個の車輪に取り付けられているが、反射部材の個数は４個以外であっても構わない。
【００７８】
また、以上の実施形態の説明では、アクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄに実質的に同時に制御信号が与えられているが、これに限らず、互いに異なるタイミングで制御信号が与えられても構わない。
【００７９】
また、以上の実施形態では、障害物検知装置１ｂは、障害物の検知並びに走行速度ｖｔ及び走行距離Ｄｔの測定の双方を実行可能なように説明した。しかし、これに限らず、単に走行速度ｖｔ及び走行距離Ｄｔだけを測定可能な演算装置として実現されても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る障害物検知装置は、車両の底部周辺、特に車輪周辺に存在しうる障害物を検知する必要がある車載用途等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る障害物検知装置１ａの全体構成を示すブロック図
【図２】図１に示す取り付けユニット１０ａ−１０ｄの詳細な構成を示す分解図
【図３Ａ】図２に示す取り付けユニット１０ａ−１０ｄを組み立てた時の模式図
【図３Ｂ】図３Ａに示す取り付けユニット１０ａ−１０ｄを図３Ａに示す矢印αから見た時の模式図
【図４】図１に示すアクティブセンサ２０ａ−２０ｈの詳細な構成を示す模式図
【図５】図１に示すアクティブセンサ２０ａ−２０ｈの車両Ｖにおける大略的な設置位置を示す模式図
【図６】図３に示すアクティブセンサ２０ａの周辺の同図に示す矢印αの方向から見たときの模式図
【図７】図１に示すアクティブセンサ２０ａ−２０ｈによりカバーされる検知範囲を示す模式図である。
【図８】図１に示す障害物検知装置１ａの動作を示すフローチャート
【図９】本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置１ｂの全体構成を示すブロック図
【図１０】図９に示すアクティブセンサ２０ｃ及び２０ｄと反射部材４０ａ−４０ｈとの設置位置を示す模式図
【図１１】図９に示す障害物検知装置１ｂの動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００８２】
１ａ，１ｂ  障害物検知装置
１０ａ−１０ｄ  取り付けユニット
１１１  回転部材
１１２  シャフト
１１３  設置部材
１１４  バランスウエイト
１１５  レドーム
２０ａ−２０ｈ  アクティブセンサ
２１１  ベース信号発生部
２１２  発振器
２１３  送信側ミキサ
２１４  高域通過回路
２１５  送信側アンプ
２１６  送信用アンテナ
２１７  受信用アンテナ
２１８  受信側アンプ
２１９  受信側ミキサ
２２０  低域通過回路
３０，５０  制御装置
３１１  初期データ格納部
３１２，５１２  センサ駆動部
３１３，５１３  信号処理部
３１４  警告生成部
３１５  警告出力部
５１１  データ格納部
５１４  カウンタ
４０ａ−４０ｈ  反射部材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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