(57)【要約】【課題】装置の構成を簡略化できる対象物検知装置を提供する。【解決手段】対象物検知装置は、車両に設けられ、検知波を送信するとともに、反射された前記検知波を受信する送受信部と、前記送受信部を制御し、前記検知波を送信した時刻と受信した時刻との間の時間である送受信時間を算出する制御部と、前記検知波の送受信時間に基づいて対象物までの距離を算出する処理部と、を備え、前記処理部は、予め設定された車高用判定時間内の前記検知波の送受信時間である車高用送受信時間に基づいて車高を算出する。【選択図】図３
2018200219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられ、検知波を送信するとともに、反射された前記検知波を受信する送受信部と、
前記送受信部を制御し、前記検知波を送信した時刻と受信した時刻との間の時間である送受信時間を算出する制御部と、
前記検知波の送受信時間に基づいて対象物までの距離を算出する処理部と、
を備え、
前記処理部は、予め設定された車高用判定時間内の前記検知波の送受信時間である車高用送受信時間に基づいて車高を算出する、
対象物検知装置。
【請求項２】
前記送受信部が送信する前記検知波の周波数を、前記車高を測定するための車高用周波数と、前記車高用周波数よりも高く前記対象物までの距離を測定する距離用周波数とで切り替える周波数切替部を
更に備える請求項１に記載の対象物検知装置。
【請求項３】
前記送受信部は複数であって、
前記処理部は、複数の前記送受信部のそれぞれの送受信時間に基づいて、複数の車高を算出し、前記複数の車高のいずれかが異常値である場合、前記異常値以外の前記車高で前記異常値の前記車高を補正する
請求項１または２に記載の対象物検知装置。
【請求項４】
前記処理部は、予め設定された前記送受信部の車両搭載位置情報と、複数の前記送受信部が受信した前記検知波に基づいて算出した複数の前記車高とに基づいて、前記車両の傾きを算出し、前記車両の傾きに基づいて、前記異常値の前記車高を補正する
請求項３に記載の対象物検知装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記異常値の前記車高の前記検知波を送受信した前記送受信部の両側で隣接する前記送受信部の前記送受信時間から算出した前記車高と前記送受信部の位置との関数である一次関数に基づいて、前記異常値の前記車高を補正する
請求項３に記載の対象物検知装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記車高用判定時間内の前記検知波のピークの受信レベルが判定用閾値以上であれば、当該ピークに基づいて、前記対象物までの距離を算出する
請求項１から５のいずれか１項に記載の対象物検知装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記車高用判定時間内における複数の前記送受信部のいずれかの前記検知波のピークの受信レベルと、他の前記送受信部の前記検知波の前記ピークの前記受信レベルとの差分がレベル差分閾値以上であれば、当該レベル差分閾値以上の前記ピークに基づいて、前記対象物までの距離を算出する
請求項１から６のいずれか１項に記載の対象物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波等の検知波を対象物に送信し、対象物に反射された検知波を受信することによって、対象物までの距離を測定する技術が知られている。また、検知波を下方に送信して、地面に反射された検知波を受信することによって、車高等の高さを測定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１２９２９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４５３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の技術では、対象物を検知する装置及び高さを測定する装置を別々に設ける必要があるので、装置の構成が複雑化するといった課題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構成を簡略化できる対象物検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の対象物検知装置は、車両に設けられ、検知波を送信するとともに、反射された前記検知波を受信する送受信部と、前記送受信部を制御し、前記検知波を送信した時刻と受信した時刻との間の時間である送受信時間を算出する制御部と、前記検知波の送受信時間に基づいて対象物までの距離を算出する処理部と、を備え、前記処理部は、予め設定された車高用判定時間内の前記検知波の送受信時間である車高用送受信時間に基づいて車高を算出する。
【０００７】
本発明の対象物検知装置では、検知波の送受信時間に基づいて対象物までの距離を算出する処理部が、車高用判定時間内の送受信時間に基づいて車高を算出する。この結果、対象物検知装置は、一の装置で車高及び対象物までの距離を算出できるので、装置の構成を簡略化できる。
【０００８】
本発明の対象物検知装置は、前記送受信部が送信する前記検知波の周波数を、前記車高を測定するための車高用周波数と、前記車高用周波数よりも高く前記対象物までの距離を測定する距離用周波数とで切り替える周波数切替部を更に備えてもよい。
【０００９】
このように、本発明の対象物検知装置では、車高を算出する場合、周波数切替部が、周波数が低く指向性の広い車高用周波数の検知波を送受信部に送信させるので、地面からの検知波の受信レベルを比較的大きくできる。また、対象物までの距離を算出する場合、周波数切替部が、周波数が高く指向性の狭い距離用周波数の検知波を送受信部に送信させるので、対象物からの検知波の受信レベルを比較的大きくすることができる。この結果、対象物検知装置は、車高及び対象物までの距離の算出精度を向上させることができる。
【００１０】
本発明の対象物検知装置の前記送受信部は複数であって、前記処理部は、複数の前記送受信部のそれぞれの送受信時間に基づいて、複数の車高を算出し、前記複数の車高のいずれかが異常値である場合、前記異常値以外の前記車高で前記異常値の前記車高を補正してもよい。
【００１１】
このように、本発明の対象物検知装置では、処理部が、車高に異常値が含まれている場合、異常値の車高を異常値以外の複数の車高によって補正するので、より精度の高い車高の算出を実現できる。
【００１２】
本発明の対象物検知装置の前記処理部は、予め設定された前記送受信部の車両搭載位置情報と、複数の前記送受信部が受信した前記検知波に基づいて算出した複数の前記車高とに基づいて、前記車両の傾きを算出し、前記車両の傾きに基づいて、前記異常値の前記車高を補正してもよい。
【００１３】
このように、本発明の対象物検知装置では、処理部が、複数の車高から算出した車両の傾き及び車両搭載位置情報に基づいて、異常値の車高を補正するので、送受信部の位置に応じてより精度の高い車高の補正を実現できる。
【００１４】
本発明の対象物検知装置の前記処理部は、前記異常値の前記車高の前記検知波を送受信した前記送受信部の両側で隣接する前記送受信部の前記送受信時間から算出した前記車高と前記送受信部の位置との関数である一次関数に基づいて、前記異常値の前記車高を補正してもよい。
【００１５】
このように、本発明の対象物検知装置では、処理部が、車高と送受信部の位置との関数である一次関数に基づいて、異常値の車高を補正するので、送受信部の位置に応じてより精度の高い車高の補正を実現できる。
【００１６】
本発明の対象物検知装置の前記処理部は、前記車高用判定時間内の前記検知波のピークの受信レベルが判定用閾値以上であれば、当該ピークに基づいて、前記対象物までの距離を算出してもよい。
【００１７】
これにより、本発明の対象物検知装置の処理部は、車高とほぼ同じ距離に存在する対象物の距離を算出することができる。
【００１８】
本発明の対象物検知装置の前記処理部は、前記車高用判定時間内における複数の前記送受信部のいずれかの前記検知波のピークの受信レベルと、他の前記送受信部の前記検知波の前記ピークの前記受信レベルとの差分がレベル差分閾値以上であれば、当該レベル差分閾値以上の前記ピークに基づいて、前記対象物までの距離を算出してもよい。
【００１９】
これにより、本発明の対象物検知装置の処理部は、車高とほぼ同じ距離に存在する対象物の距離を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態の車両を示す平面図である。
【図２】図２は、第１実施形態の車両に搭載される制御系の構成を説明するブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態の対象物検知装置の機能を説明する機能ブロック図である。
【図４】図４は、車高算出部及び距離算出部による車高及び対象物までの距離の算出を説明する図である。
【図５】図５は、対象物検知装置が実行する第１実施形態の測定処理のフローチャートである。
【図６】図６は、第２実施形態の対象物検知装置の機能を説明する機能ブロック図である。
【図７】図７は、第２実施形態の距離用周波数の検知波における受信レベルを示すグラフである。
【図８】図８は、各送受信装置の制御部が実行する第２実施形態の測定処理のフローチャートである。
【図９】図９は、第３実施形態の距離算出部による対象物までの距離の算出方法を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の例示的な実施形態等の同様の構成要素には共通の符号を付与して、重複する説明を適宜省略する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の車両１０を示す平面図である。図１に示すように、車両１０は、車体１２と、複数（例えば、４個）の車輪１３と、１または複数（例えば、４個）の撮像部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと、１または複数（例えば、８個）の送受信装置１６Ｆａ、１６Ｆｂ、１６Ｆｃ、１６Ｆｄ、１６Ｆｅ、１６Ｆｆ、１６Ｂａ、１６Ｂｂ、１６Ｂｃ、１６Ｂｄ、１６Ｂｅ、１６Ｂｆとを有する。撮像部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを区別する必要がない場合、撮像部１４と記載する。送受信装置１６Ｆａ〜送受信装置１６Ｂｆを区別する必要がない場合、送受信装置１６と記載する。
【００２３】
車体１２は、乗員が乗車する車室を構成する。車体１２は、車輪１３、撮像部１４及び送受信装置１６等の車両１０の構成を収容または保持する。
【００２４】
撮像部１４は、例えば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）、または、ＣＩＳ（CMOS  Image  Sensor）等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部１４は、車両１０の周辺を撮像した撮像画像のデータを出力する。撮像部１４は、車体１２の周囲に設けられている。例えば、撮像部１４ａは、車体１２の前端部の左右方向の中央部（例えば、フロントバンパー）に設けられている。撮像部１４ａは、車両１０の前方の周辺を撮像した撮像画像を生成する。撮像部１４ｂは、車体１２の後端部の左右方向の中央部（例えば、リアバンパー）に設けられている。撮像部１４ｂは、車両１０の後方の周辺を撮像した撮像画像を生成する。撮像部１４ｃは、車体１２の左端部の前後方向の中央部（例えば、左側のサイドミラー１２ａ）に設けられている。撮像部１４ｃは、車両１０の左方の周辺を撮像した撮像画像を生成する。撮像部１４ｄは、車体１２の右端部の前後方向の中央部（例えば、右側のサイドミラー１２ｂ）に設けられている。撮像部１４ｄは、車両１０の右方の周辺を撮像した撮像画像を生成する。
【００２５】
送受信装置１６は、車両１０（例えば、車両１０の周囲）に設けられている。送受信装置１６は、地面または対象物等に検知波を送信し、地面または対象物等に反射された検知波を受信する。例えば、送受信装置１６Ｆａ〜１６Ｆｃは、車体１２の前端部の左側の異なる位置に設けられている。従って、送受信装置１６Ｆａ〜１６Ｆｃは、車両１０の左前方及び左側方の対象物までの距離、及び、車両１０の左前端部の車高を測定するための検知波を送受信する。送受信装置１６Ｆｄ〜１６Ｆｆは、車体１２の前端部の右側の異なる位置に設けられている。従って、送受信装置１６Ｆｄ〜１６Ｆｆは、車両１０の右前方及び右側方の対象物までの距離、及び、車両１０の右前端部の車高を測定するための検知波を送受信する。送受信装置１６Ｂａ〜１６Ｂｃは、車体１２の後端部の左側の異なる位置に設けられている。従って、送受信装置１６Ｂａ〜１６Ｂｃは、車両１０の左後方及び左側方の対象物までの距離、及び、車両１０の左後端部の車高を測定するための検知波を送受信する。送受信装置１６Ｂｄ〜１６Ｂｆは、車体１２の後端部の右側の異なる位置に設けられている。従って、送受信装置１６Ｂｄ〜１６Ｂｆは、車両１０の右後方及び右側方の対象物までの距離、及び、車両１０の右後端部の車高を測定するための検知波を送受信する。送受信装置１６は、検知波を受信すると、検知波の送信と受信との間の時間である送受信時間を算出する。送受信時間は、ＴＯＦ（＝Time  Of  Fright）とも呼ばれる。
【００２６】
図２は、第１実施形態の車両１０に搭載される制御系の構成を説明するブロック図である。図２に示すように、車両１０は、対象物検知装置２０と、モニタ装置３４と、車内ネットワーク３８とを更に備える。
【００２７】
対象物検知装置２０は、超音波等の検出を送受信することによって、車両１０の周囲に存在する対象物までの距離を測定するとともに、車両１０の高さである車高を測定する。対象物検知装置２０は、送受信装置１６と、情報処理装置３６とを有する。
【００２８】
情報処理装置３６は、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）等のマイクロコンピュータを含むコンピュータである。情報処理装置３６は、撮像部１４から撮像画像のデータを取得する。情報処理装置３６は、撮像画像等に基づいて生成した画像または音声に関するデータをモニタ装置３４へ送信する。情報処理装置３６は、送受信装置１６から取得した送受信時間に基づいて、対象物までの距離及び車高を算出する。
【００２９】
情報処理装置３６は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３６ａと、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）３６ｂと、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）３６ｃと、表示制御部３６ｄと、音声制御部３６ｅと、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）３６ｆとを備える。ＣＰＵ３６ａ、ＲＯＭ３６ｂ及びＲＡＭ３６ｃは、同一パッケージ内に集積されていてもよい。
【００３０】
ＣＰＵ３６ａは、ハードウェアプロセッサの一例であって、ＲＯＭ３６ｂ等の不揮発性の記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して、当該プログラムにしたがって各種の演算処理および制御を実行する。ＣＰＵ３６ａは、例えば、対象物までの距離及び車高を算出するための測定処理を実行する。
【００３１】
ＲＯＭ３６ｂは、各プログラム及びプログラムの実行に必要なパラメータ等を記憶する。ＲＡＭ３６ｃは、ＣＰＵ３６ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。表示制御部３６ｄは、情報処理装置３６での演算処理のうち、主として、撮像部１４で得られた画像の画像処理、表示部４０に表示させる表示用の画像のデータ変換等を実行する。音声制御部３６ｅは、情報処理装置３６での演算処理のうち、主として、音声出力部４２に出力させる音声の処理を実行する。ＳＳＤ３６ｆは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、情報処理装置３６の電源がオフされた場合にあってもデータを維持する。
【００３２】
本実施形態では、情報処理装置３６は、ハードウェアとソフトウェア（プログラム）が協働することにより、対象物までの距離及び車高を算出する測定処理を実行する。
【００３３】
モニタ装置３４は、車室内のダッシュボード等に設けられている。モニタ装置３４は、表示部４０と、音声出力部４２と、操作入力部４４とを有する。
【００３４】
表示部４０は、情報処理装置３６が送信した画像データに基づいて、画像を表示する。表示部４０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid  Crystal  Display）、または、有機ＥＬディプレイ（ＯＥＬＤ：Organic  ElectroLuminescent  Display）等の表示装置である。表示部４０は、例えば、撮像部１４が撮像した車両１０の周囲の画像を表示する。
【００３５】
音声出力部４２は、情報処理装置３６が送信した音声データに基づいて音声を出力する。音声出力部４２は、例えば、スピーカである。音声出力部４２は、表示部４０と異なる車室内の位置に設けられていてもよい。
【００３６】
操作入力部４４は、乗員の入力を受け付ける。操作入力部４４は、例えば、タッチパネルまたは押しボタン方式のハードスイッチ等である。操作入力部４４は、表示部４０の表示画面に設けられている。操作入力部４４は、表示部４０が表示する画像を透過可能に構成されている。これにより、操作入力部４４は、表示部４０の表示画面に表示される画像を乗員に視認させることができる。操作入力部４４は、表示部４０の表示画面に表示される画像に対応した位置を乗員が触れることによって入力した指示を受け付けて、情報処理装置３６へ送信する。
【００３７】
車内ネットワーク３８は、例えば、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）及びＬＩＮ（Local  Interconnect  Network）等を含む。車内ネットワーク３８は、送受信装置１６と、情報処理装置３６と、操作入力部４４とを互いに信号及び情報を送受信可能に電気的に接続する。尚、例えば、ＬＩＮ（Local  Interconnect  Network）等で、送受信装置１６と、情報処理装置３６と、操作入力部４４とを、互いに直接接続していてもよい。
【００３８】
図３は、第１実施形態の対象物検知装置２０の機能を説明する機能ブロック図である。図３に示すように、複数の送受信装置１６のそれぞれは、送受信部４６と、制御部４８と、副記憶部５０とを有する。
【００３９】
送受信部４６は、車両１０に設けられ、地面または対象物等に検知波を送信するとともに、地面または対象物等に反射された検知波を受信する。送受信部４６は、例えば、圧電素子等を有し、超音波を含む音波等の検知波を送受信するソナーである。送受信部４６は、検知波をほぼ水平方向に向けて送信して、車両１０の周囲に存在する対象物等が反射した検知波を受信する。ここで、送受信部４６は、検知波を送信する方向である水平方向のみならず、鉛直方向へも進行させることが可能な指向性の広い検知波を送信する。例えば、送受信部４６は、検知波を送信する方向（即ち、ほぼ水平方向）に対して９０°以上傾斜した方向へも進行する指向性の広い検知波を送信する。送受信部４６は、指向性の広い検知波として、周波数が低い検知波（例えば、４０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ）、または、サイドローブの大きい検知波を送信する。従って、送受信部４６は、水平方向に存在する対象物が反射した検知波とともに、下方の地面が反射した検知波を受信する。送受信部４６は、受信した検知波の強度を示す受信レベルを制御部４８へ出力する。
【００４０】
制御部４８は、例えば、ＩＣ（Integrated  Circuit）等の回路であってよい。制御部４８は、送受信部４６を制御し、検知波の送信と検知波の受信との間の時間である送受信時間を算出する。
【００４１】
具体的には、制御部４８は、送受信部４６に送信信号を出力して、検知波を送信させる。制御部４８は、送受信部４６が検知波を送信した時刻である送信時刻を算出する。検知波を送信した時刻は、検知波の送信を開始した時刻であってよい。例えば、制御部４８は、送受信部４６に送信信号を出力した時刻、及び、予め設定された送信遅延時間に基づいて、送信時刻を算出してよい。具体的には、制御部４８は、送信信号を出力した時刻に送信遅延時間を足した時刻を送信時刻として算出してよい。送信遅延時間は、例えば、制御部４８が送信信号を出力した時刻から送受信部４６が検知波の送信を開始するまでに要する時間である。送信遅延時間は、予め測定されて副記憶部５０の数値データ５１の一部として格納されていてよい。
【００４２】
制御部４８は、地面及び対象物等によって反射された検知波を受信した送受信部４６から当該検知波の受信レベルを時系列で順次取得する。制御部４８は、検知波を受信した時刻である受信時刻を算出する。検知波を受信した時刻は、例えば、送受信部４６が一時的にピークとなった検知波の波形の受信を開始した時刻である。ここでいうピークは、レベル閾値以上に制限してよい。レベル閾値は、予め定められて副記憶部５０の数値データ５１の一部として格納されていてよい。
【００４３】
制御部４８は、時系列で順次取得する受信レベルのピーク毎に、送信時刻と受信時刻との差分から検知波の送信と検知波の受信との間の時間である送受信時間を算出する。従って、制御部４８は、ピークが複数の場合、一の検出波を受信している間に、複数の送受信時間を算出する。制御部４８は、算出した１または複数の送受信時間を情報処理装置３６へ出力する。制御部４８は、送受信時間とピークの受信レベルとを関連付けて情報処理装置３６へ出力してもよい。
【００４４】
副記憶部５０は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Erasable  and  Programmable  Read-Only  Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  and  Programmable  Read-Only  Memory）等の書き換え可能な記憶装置である。副記憶部５０は、制御部４８が送受信時間の算出の処理に必要な送信遅延時間、及び、レベル閾値等の数値データ５１等を記憶する。
【００４５】
図３に示すように、情報処理装置３６は、処理部５２と、主記憶部５４とを有する。
【００４６】
処理部５２は、例えば、ＣＰＵ３６ａの機能として実現される。処理部５２は、ＣＰＵ３６ａ以外のハードウェアプロセッサであってもよい。処理部５２は、車高算出部５８と、距離算出部５９とを有する。処理部５２は、主記憶部５４に格納された測定プログラム６０を読み込むことによって、車高算出部５８及び距離算出部５９の機能を実現してよい。車高算出部５８及び距離算出部５９の一部または全ては、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）を含む回路等のハードウェアによって構成されてもよい。
【００４７】
車高算出部５８は、複数の送受信装置１６の制御部４８のそれぞれから取得した車高用送受信時間に基づいて、車高を算出する。車高用送受信時間は、制御部４８から取得した検知波の送受信時間のうち、車高用判定時間内の検知波の送受信時間のことである。車高用判定時間は、予め定められて、主記憶部５４に格納された判定データ６２に含まれる。ここで、車高算出部５８は、複数の送受信装置１６の制御部４８のそれぞれの送受信時間に基づいて、車高を算出するので、結果的に複数の車高を算出することになる。
【００４８】
車高算出部５８は、複数の送受信部４６が受信した検知波のそれぞれに基づいて算出した複数の車高に異常値が含まれているか否かを判定する。車高算出部５８は、複数の車高のいずれかが異常値である場合、異常値以外の車高で異常値の車高を補正する。例えば、車高算出部５８は、予め設定されて主記憶部５４に記憶された送受信部４６の車両搭載位置情報６３と、複数の送受信部４６が受信した検知波のそれぞれに基づいて算出した複数の車高とに基づいて、車両１０の傾きを算出し、当該車両１０の傾きに基づいて異常値の車高を補正してもよい。尚、車両搭載位置情報６３は、車両１０における送受信装置１６の位置を示す情報である。
【００４９】
車高算出部５８は、算出した複数の車高を利用して、他の装置の補正等を実行する。例えば、車高算出部５８は、算出した車高に基づいて、撮像部１４の光軸を調整して撮像画像を補正するための調整値を設定する。
【００５０】
距離算出部５９は、複数の送受信装置１６の制御部４８のそれぞれから取得した送受信時間に基づいて、対象物までの距離を算出する。尚、距離算出部５９は、車高算出部５８が車高の算出に用いた車高用送受信時間以外の送受信時間（以下、距離用送受信時間）に基づいて、対象物までの距離を算出してよい。ここで、距離算出部５９は、複数の送受信装置１６の制御部４８のそれぞれから取得した距離用送受信時間に基づいて、対象物までの距離を算出するので、結果的に複数の方向の複数の対象物までの距離を算出することになる。
【００５１】
主記憶部５４は、例えば、ＲＯＭ３６ｂ、ＲＡＭ３６ｃ、及び、ＳＳＤ３６ｆの機能として実現される。主記憶部５４は、外部に設けられて、ネットワークを介して接続されていてもよい。主記憶部５４は、処理部５２が実行するプログラム及びプログラムの実行に必要な情報を記憶する。例えば、主記憶部５４は、処理部５２が実行する測定プログラム６０を記憶する。主記憶部５４は、処理部５２が測定プログラム６０を実行する際に必要な判定データ６２及び車両搭載位置情報６３を記憶する。判定データ６２は、車高を算出するための車高用判定時間等を含む。
【００５２】
図４は、車高算出部５８及び距離算出部５９による車高及び対象物までの距離の算出方法を説明する図である。図４において、横軸は時刻を示し、縦軸は検知波の受信レベルを示す。細い実線は、制御部４８が取得した受信レベルＲＬを示す。尚、受信レベルＲＬは、連続した線で示しているが、不連続な値であってもよい。太い点線は、判定データ６２が示すレベル閾値Ｔｈ１を示す。レベル閾値Ｔｈ１は、不連続な値であってもよい。
【００５３】
制御部４８は、送受信部４６に送信信号を出力して、検知波の送信レベルが最大となる送信時刻を算出する。尚、図４において、送信時刻は、横軸の原点である。
【００５４】
制御部４８は、反射された検知波の受信レベルＲＬを時系列で送受信部４６から取得して、検知波の受信レベルＲＬがレベル閾値Ｔｈ１以上のピークとなったピーク時刻ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３を検出する。ピーク時刻ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３を区別する必要がない場合、ピーク時刻ＰＴと記載する。
【００５５】
制御部４８は、時系列で順次取得する受信レベルのピーク毎に、送信時刻と受信時刻との差分から検知波の送信と検知波の受信との間の時間である送受信時間を算出する。図４では、送信時刻が“０”なので、受信時刻は送受信時間となる。
【００５６】
車高算出部５８及び距離算出部５９は、送受信時間及び車高用判定時間に基づいて、車高及び対象物までの距離を算出する。
【００５７】
図４において、車高用判定時間は、時刻Ｔ１ａから時刻Ｔ１ｂまでの時間であって、車高を算出するための時間である。時刻Ｔ１ｂは、例えば、車高の最高値に対応付けて設定される。車高の最高値とは、例えば、車両１０に何も積載されていない状態での車高である。時刻Ｔ１ａは、例えば、検知波の送信による圧電素子の振動がほぼ終了する時間よりも長く、かつ、車高の最低値に対応付けて設定される。車高の最低値とは、例えば、車両１０に最大積載量の負荷が作用している状態での車高である。従って、車高の最低値とは、車両１０に最大積載量の負荷が作用している状態での車両１０の沈み量を、車高の最高値から引いた値でもある。車両１０の沈み量の一例は、数ｃｍから数十ｃｍである。最大の沈み量に対応する送受信時間が、“ｄＴ”である。
【００５８】
車高算出部５８は、制御部４８が算出した送受信時間のうち、車高用判定時間内の車高用送受信時間に基づいて、車高を算出する。具体的には、車高算出部５８は、車高用送受信時間と、検知波の速度との積の１／２を車高として算出する。検知波が超音波の場合、検知波の速度は音速となる。
【００５９】
距離算出部５９は、制御部４８が算出した送受信時間のうち、車高用送受信時間以外の送受信時間である距離用送受信時間に基づいて、対象物までの距離を算出する。具体的には、距離算出部５９は、距離用送受信時間と、検知波の速度との積の１／２を各対象物までの距離として算出する。
【００６０】
図５は、対象物検知装置２０が実行する第１実施形態の測定処理のフローチャートである。図５の左側は、各送受信装置１６の制御部４８が実行するフローチャートである。図５の右側は、情報処理装置３６の処理部５２が実行するフローチャートである。処理部５２は、車両１０の起動時に、主記憶部５４に格納された測定プログラム６０を読み込むことによって、第１実施形態の測定処理を実行する。
【００６１】
図５に示すように、第１実施形態の測定処理では、各送受信装置１６の制御部４８が、送受信部４６に送信信号を出力する（Ｓ１１０２）。これにより、送信信号を取得した送受信部４６は、検知波を送信する。
【００６２】
制御部４８は、検知波を送信した送受信部４６から受信レベルＲＬを取得する（Ｓ１１０４）。制御部４８は、検知波の受信が終了したか否かを判定する（Ｓ１１０６）。制御部４８は、例えば、送信信号を出力してから予め定められた時間が経過したら、検知波の受信が終了したと判定してよい。また、制御部４８は、送受信部４６からの受信レベルＲＬの取得が終了したら検知波の受信が終了したと判定してもよい。制御部４８は、検知波の受信が終了したと判定するまで（Ｓ１１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１１０４以降を繰り返して、受信レベルＲＬを時系列で順次取得する。
【００６３】
制御部４８は、検知波の受信が終了したと判定すると（Ｓ１１０６：Ｙｅｓ）、取得した受信レベルＲＬのピーク毎に送受信時間を算出して（Ｓ１１０８）、自己の識別情報に関連付けて受信レベルＲＬ及び送受信時間を情報処理装置３６へ出力する（Ｓ１１１０）。
【００６４】
情報処理装置３６の処理部５２では、車高算出部５８及び距離算出部５９が、送受信装置１６の制御部４８から送受信時間を取得する（Ｓ２１０２）。車高算出部５８は、取得した送受信時間のうち、車高用判定時間内の送受信時間である車高用送受時間と検知波の速度とに基づいて、車高を算出する（Ｓ２１０４）。距離算出部５９は、取得した送受信時間のうち、車高用判定時間外の送受信時間（即ち、車高用送受時間以外の送受信時間）である距離用送受信時間と検知波の速度とに基づいて、対象物までの距離を算出する（Ｓ２１０６）。
【００６５】
距離算出部５９は、全ての距離用送受信時間に基づく対象物までの距離の算出が終了したか否かを判定する（Ｓ２１０８）。距離算出部５９は、全ての対象物までの距離の算出が終了していないと判定すると（Ｓ２１０８：Ｎｏ）、ステップＳ２１０６を繰り返す。
【００６６】
次に、距離算出部５９は、全ての対象物までの距離の算出が終了したと判定すると（Ｓ２１０８：Ｙｅｓ）、車高算出部５８及び距離算出部５９は、全ての送受信装置１６の全ての送受信時間に対して、ステップＳ２１０４〜ステップＳ２１０８の処理を実行したか否かを判定する（Ｓ２１１０）。車高算出部５８及び距離算出部５９は、全ての送受信装置１６に対して、当該処理を実行したと判定するまで、ステップＳ２１０４〜ステップＳ２１０８の処理を各送受信装置１６に対して実行して、複数の車高及び複数の対象物までの距離を算出する（Ｓ２１１０：Ｎｏ）。
【００６７】
車高算出部５８及び距離算出部５９は、全ての送受信装置１６に対して、ステップＳ２１０４〜ステップＳ２１０８の処理を実行したと判定すると（Ｓ２１１０：Ｙｅｓ）、車高算出部５８は、複数の車高のいずれかが異常値か否かを判定する（Ｓ２１１２）。例えば、車高算出部５８は、算出した複数の車高のうち、いずれかの車高と他の複数の車高の平均値との差分の絶対値が予め設定された車高差分閾値よりも大きい場合、当該車高が異常値であると判定してよい。車高算出部５８は、全ての車高が異常値でないと判定した場合（Ｓ２１１２：Ｎｏ）、ステップＳ２１１６を実行する。
【００６８】
車高算出部５８は、いずれかの車高が異常値であると判定すると（Ｓ２１１２：Ｙｅｓ）、異常値と判定した車高を補正する（Ｓ２１１４）。例えば、車高算出部５８は、複数の送受信装置１６の検知波に基づいて算出した異常値でない複数の車高から車両１０の傾きを算出する。車高算出部５８は、算出した車両１０の傾きに基づいて、異常値の車高を補正してよい。例えば、車高算出部５８は、送受信装置１６Ｆｄの検知波から算出した車高が異常値であると判定すると、送受信装置１６Ｆｄの両側で隣接する送受信装置１６Ｆａ及び送受信装置１６Ｆｅの検知波から算出した２個の車高から算出した車両１０の傾きと、車両搭載位置情報６３が示す送受信装置１６Ｆｄの位置とに基づいて、送受信装置１６Ｆｄの位置の車高を補正する。
【００６９】
車高算出部５８は、補正後の車高の利用処理を実行する（Ｓ２１１６）。例えば、車高算出部５８は、車高に基づいて、車両１０の傾斜等を算出して、撮像部１４の光軸を調整して撮像画像を補正するための調整値を算出する。これにより、処理部５２は、測定処理を終了する。
【００７０】
上述したように、対象物検知装置２０では、車高算出部５８及び距離算出部５９が、車高用判定時間に基づいて、車高及び対象物までの距離を算出している。これにより、車高算出部５８は、車高用判定時間内の車高用送受信時間に基づいて、車高を精度よく算出できる。また、距離算出部５９は、車高用判定時間以外の距離用送受信時間に基づいて、対象物までの距離を精度よく算出できる。この結果、対象物検知装置２０は、一の装置で車高及び対象物までの距離を算出できるので、装置の構成を簡略化できる。
【００７１】
対象物検知装置２０では、車高算出部５８は、複数の送受信装置１６が受信した検知波のそれぞれに対して、車高を算出する。これにより、車高算出部５８は、算出した複数の車高に基づいて、複数の車高に異常値が含まれているかを判定できる。更に、車高算出部５８は、車高に異常値が含まれている場合、異常値の車高を他の複数の車高によって補正することができる。この結果、対象物検知装置２０は、より精度の高い車高の算出を実現できる。
【００７２】
車高算出部５８は、車高の補正において、複数の送受信装置１６の車高用送受信時間から算出した異常値でない複数の車高から算出した車両１０の傾きに基づいて、異常値と判定した車高を補正する。これにより、車高算出部５８は、送受信装置１６の位置に応じてより精度の高い車高の補正を実現できる。
【００７３】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の対象物検知装置１２０の機能を説明する機能ブロック図である。図６に示すように、第２実施形態の対象物検知装置１２０の送受信装置１１６Ｂａ〜１１６Ｂｆ、１１６Ｆａ〜１１６Ｆｆは、それぞれ周波数切替部７０を更に備える。送受信装置１１６Ｂａ〜１１６Ｂｆ、１１６Ｆａ〜１１６Ｆｆの配置は、送受信装置１６Ｂａ〜１６Ｂｆ、１６Ｆａ〜１６Ｆｆの配置と同様である。送受信装置１１６Ｂａ〜１１６Ｂｆ、１１６Ｆａ〜１１６Ｆｆを区別する必要がない場合、送受信装置１１６と記載する。各周波数切替部７０は、いずれかの送受信部４６と制御部１４８とに接続されている。
【００７４】
制御部１４８は、車高算出用の送信信号である車高用送信信号と、対象物までの距離算出用の送信信号である距離用送信信号とを異なるタイミングで周波数切替部７０へ出力する。例えば、制御部１４８は、車高用送信信号を車両１０の起動時に出力する。制御部１４８は、車高用送信信号を出力して車高算出部５８が車高を算出した後、距離用送信信号を出力する。
【００７５】
周波数切替部７０は、制御部１４８からの送信信号に基づいて、送受信部４６が送信する検知波の周波数を切り替える。具体的には、周波数切替部７０は、制御部１４８から車高用送信信号を取得すると、車高を測定するための車高用周波数の検知波を送受信部４６に送信させる。周波数切替部７０は、制御部１４８から距離用送信信号を取得すると、対象物までの距離を測定するための距離用周波数の検知波を送受信部４６に送信させる。即ち、周波数切替部７０は、送受信部４６が送信する検知波の周波数を、車高用周波数と距離用周波数とで切り替える。ここで、距離用周波数は、車高用周波数よりも高い。例えば、距離用周波数は、車高用周波数よりも２０％〜３０％程度高くてよい。従って、車高用周波数の検知波の指向性は、距離用周波数の検知波の指向性よりも広い。車高用周波数の検知波は、例えば、第１実施形態の検知波と同じであってよい。
【００７６】
車高算出部５８及び距離算出部５９は、検知波の送受信時間、検知波の受信レベル及び主記憶部５４に格納された判定データ６２に含まれる車高用判定時間に基づいて、車高及び対象物までの距離を算出する。
【００７７】
図７は、第２実施形態の距離用周波数の検知波における受信レベルＲＬを示すグラフである。図７において、横軸は時刻を示し、縦軸は検知波の受信レベルを示す。
【００７８】
距離用周波数の検知波は、車高用周波数の検知波よりも指向性が狭く、下方に進行する割合が小さいので、図７に示すように、車高を算出するための時刻ＰＴ１のピークが小さくなる。また、距離用周波数は車高用周波数よりも高いので、距離用周波数の検知波は、車高用周波数の検知波よりも減衰率が大きくなる。従って、距離用周波数の検知波の受信レベルは、全体的に車高用周波数の検知波の受信レベルよりも小さくなる。このため、距離用周波数の検知波のためのレベル閾値Ｔｈ２は、車高用周波数の検知波のためのレベル閾値Ｔｈ１より小さくてもよい。
【００７９】
距離用周波数における車高用判定時間を規定する時刻Ｔ１ａ及び時刻Ｔ１ｂは、車高用周波数における対応する各時刻Ｔ１ａ、Ｔ１ｂと同じであってよい。
【００８０】
図８は、各送受信装置１１６の制御部１４８が実行する第２実施形態の測定処理のフローチャートである。情報処理装置３６の処理部５２が実行する処理については第１実施形態とほぼ同様なので省略する。第１実施形態の制御部４８と同様の第２実施形態の処理については、同じステップ番号を付与して説明を簡略化する。
【００８１】
図８に示すように、第２実施形態の測定処理では、各送受信装置１１６の制御部１４８が、周波数切替部７０に車高用送信信号を出力する（Ｓ１２０２）。これにより、車高用送信信号を取得した周波数切替部７０は、送受信部４６に車高用周波数の検知波を送信させる。
【００８２】
次に、制御部１４８は、送受信部４６が受信した車高用周波数の検知波に基づいて、車高を算出するための送受信時間を算出して情報処理装置３６へ出力する（Ｓ１１０４〜Ｓ１１１０）。尚、当該送受信時間には、車高用送受信時間が少なくとも含まれていればよく、距離用送受信時間が含まれていてもよい。
【００８３】
制御部１４８は、車高に関する処理を終了すると、距離用送信信号を出力する（Ｓ１２０３）。これにより、距離用送信信号を取得した周波数切替部７０は、送受信部４６に距離用周波数の検知波を送信させる。
【００８４】
制御部１４８は、ステップＳ１１０４〜ステップＳ１１１０とほぼ同様の処理であるステップＳ１２０４〜ステップＳ１２１０を送受信部４６が受信した距離用周波数の検知波に対して実行して、対象物までの距離を算出するための送受信時間を算出して情報処理装置３６へ出力する（Ｓ１２０４〜Ｓ１２１０）。
【００８５】
制御部１４８は、車両１０が停止したか否かを判定する（Ｓ１２２２）。制御部１４８は、車両１０が停止していないと判定すると（Ｓ１２２２：Ｎｏ）、送受信部４６へ距離用送信信号を出力して（Ｓ１２０３）、ステップＳ１２０４以降を繰り返す。これにより、制御部１４８は、車両１０が停止するまで、送受信部４６に距離用送信信号を出力して、送受信部４６が送信した距離用周波数の検知波に基づいて、対象物までの距離を算出するための送受信時間を算出する。尚、当該送受信時間には、距離用送受信時間が少なくとも含まれていればよく、車高用送受信時間が含まれていてもよい。
【００８６】
制御部１４８は、車両１０が停止したと判定すると（Ｓ１２２２：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００８７】
上述したように、対象物検知装置１２０では、周波数切替部７０が、送受信装置１１６が送信する検知波の周波数を車高用周波数と車高用周波数よりも高い距離用周波数とで切り替えて、検知波の指向性を切り替えることができる。例えば、対象物検知装置１２０は、車高を算出する場合、距離用周波数よりも低い車高用周波数の検知波によって指向性を広くしている。これにより、対象物検知装置１２０は、車高を算出する場合、対象物が反射した検知波の受信レベルＲＬに対する、地面が反射した検知波の受信レベルＲＬの比率を大きくすることができる。一方、対象物検知装置１２０は、対象物までの距離を算出する場合、車高用周波数よりも高い距離用周波数の検知波によって指向性を狭くしている。これにより、対象物検知装置１２０は、対象物までの距離を算出する場合、地面が反射した検知波の受信レベルに対する、対象物が反射した検知波の受信レベルＲＬの比率を大きくすることができる。
【００８８】
従って、対象物検知装置１２０は、車高を算出するときに、地面が反射した受信レベルＲＬの高い検知波によって車高の算出精度を向上させることができる。また、対象物検知装置１２０は、対象物までの距離を算出するときに、対象物が反射した受信レベルＲＬの高い検知波によって対象物までの距離の算出精度を向上させることができる。
【００８９】
＜第３実施形態＞
次に、距離算出部５９の距離の算出方法を一部変更した第３実施形態について説明する。図９は、第３実施形態の距離算出部５９による対象物までの距離の算出方法を説明するグラフである。第３実施形態の各構成は、第１実施形態の各構成の符号で説明する。
【００９０】
図９に示すように、車高とほぼ同じ距離に対象物が存在する場合、地面が反射した検知波及び対象物が反射した検知波の両方を送受信部４６が受信するので、車高用判定時間内のピーク（ここでは、時刻ＰＴ１のピーク）が、当該対象物が存在しない場合の検知波のピーク（点線参照）に対して大きくなる。
【００９１】
第３実施形態の距離算出部５９は、送受信装置１６の制御部４８から取得した車高用判定時間内のピークの送受信時間及び受信レベルＲＬに基づいて、車高とほぼ同じ距離に存在する対象物までの距離を算出してよい。具体的には、距離算出部５９は、車高用判定時間内の検知波のピークの受信レベルが予め設定された判定用閾値Ｔｈ３以上であれば、当該ピークの送受信時間に基づいて、対象物までの距離を算出してよい。これにより、第３実施形態の対象物検知装置２０は、車高とほぼ同じ距離に存在する対象物の距離を算出することができる。判定用閾値Ｔｈ３は、レベル閾値Ｔｈ１よりも大きく、地面からの反射のみの受信レベルよりも大きいことが好ましい。
【００９２】
また、車高用判定時間内において、当該対象物が存在しない検知波のピークと対象物が存在する場合の検知波のピークとの差分が大きくなるので、距離算出部５９は、当該差分に基づいて、車高とほぼ同じ距離に対象物が存在するか否かを判定してもよい。具体的には、距離算出部５９は、車高用判定時間内におけるいずれかの送受信装置１６の送受信部４６が受信した検知波のピークの受信レベルＲＬと、他の送受信装置１６の送受信部４６が受信した検知波のピークの受信レベルＲＬとの差分であるレベル差分を算出する。距離算出部５９は、当該レベル差分が予め定められたレベル差分閾値以上であれば、車高とほぼ同じ距離に対象物が存在すると判定して、車高用判定時間内のレベル差分閾値以上の検知波のピークの送受信時間に基づいて、対象物までの距離を算出してよい。これにより、第３実施形態の対象物検知装置２０は、車高とほぼ同じ距離に存在する対象物の距離を算出することができる。
【００９３】
上述した各実施形態の構成の機能、接続関係、個数、配置等は、発明の範囲及び発明の範囲と均等の範囲内で適宜変更、削除等してよい。各実施形態を適宜組み合わせてもよい。各実施形態の各ステップの順序を適宜変更してよい。
【００９４】
上述の実施形態では、送受信装置１６が１２個の例を挙げて説明したが、送受信装置１６の個数は適宜変更してよい。
【００９５】
上述の実施形態では、車高算出部５８が、複数の車高から算出した車両１０の傾きに基づいて異常値の車高を補正する例を挙げたが、車高の補正はこれに限定されない。例えば、車高算出部５８は、異常値の車高の検知波を送受信した送受信装置１６の両側で隣接する送受信装置１６が受信した検知波の送受信時間から算出した車高と送受信装置１６の位置との関数である一次関数に基づいて、異常値の車高を補正してよい。例えば、車高算出部５８は、送受信装置１６Ｆｄの検知波から算出した車高が異常値であると判定すると、送受信装置１６Ｆａ及び送受信装置１６Ｆｅの検知波から算出した２個の車高と、送受信装置１６Ｆａ及び送受信装置１６Ｆｅの位置との関係を示す一次関数を算出する。車高算出部５８は、当該一次関数に送受信装置１６Ｆｄの位置を代入することによって得られた車高を、送受信装置１６Ｆｄの位置の車高として補正する。これにより、車高算出部５８は、異常値の車高の要因となった送受信装置１６Ｆｄの位置に応じたより精度の高い車高の補正を実現できる。
【００９６】
送受信装置１６が、受信レベルＲＬを増幅する増幅器（即ち、アンプ）を有してもよい。この場合、送受信装置１６は、対象物の距離が長くなるにつれ減少する受信レベルＲＬが一定になるように、増幅器によって、受信レベルＲＬを増幅してもよい。
【００９７】
上述の実施形態では、局所的に閾値が凹凸する閾値関数を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、閾値関数は、送受信時間が大きくなるにつれて、閾値が徐々に小さくなってもよい。
【００９８】
上述の実施形態では、制御部４８、１４８が送受信装置１６、１１６に設けられている例を挙げたが、これに限定されない。例えば、制御部４８、１４８は、情報処理装置３６の処理部５２に設けられていてもよい。この場合、制御部４８、１４８は、検知波の送信時刻、及び、受信した検知波の強度を示す受信レベルを時系列で送受信装置１６、１１６から取得して、送受信時間を算出してよい。
【００９９】
上述の実施形態では、車高用判定時間を規定する時刻Ｔ１ａ及び時刻Ｔ１ｂが１組の例を挙げたが、これに限定されない。例えば、車高用判定時間を規定する複数組の時刻Ｔ１ａから時刻Ｔ１ｂが、音速を変化させる温度に対応付けられて予め設定されていてもよい。
【０１００】
上述の第１実施形態では、レベル閾値Ｔｈ１が一つの例を挙げたが、これに限定されない。例えば、複数のレベル閾値Ｔｈ１が、検知波のレベルを変化させる湿度に対応付けられて、予め設定されていてもよい。具体的には、湿度が高いほど、レベル閾値Ｔｈ１は低くしてよい。同様に、複数のレベル閾値Ｔｈ２及び判定用閾値Ｔｈ３が、検知波のレベルを変化させる湿度に対応付けられて、予め設定されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…車両
４６…送受信部
２０、１２０…対象物検知装置
５２…処理部
４８、１４８…制御部
５８…車高算出部
５９…距離算出部
７０…周波数切替部
ＲＬ…受信レベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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