(57)【要約】【課題】障害物の検出に影響を与えるようなノイズが到来するのを的確に判断して、障害物の検出を正確に行うことができる障害物検出装置の提供。【解決手段】超音波を送受信して障害物を検出する障害物検出装置であって、超音波を送信する送信手段と、上記障害物で反射した超音波を受信する受信手段と、上記受信手段における受信信号のレベルとノイズ判定閾値を比較し、上記受信信号のレベルが上記ノイズ判定閾値より大きい場合に、障害物が存在すると判断する障害物検出手段と、上記受信手段におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源がオン状態であるか否かを検出するオン／オフ検出手段と、上記ノイズ発生源がオン状態であるか否かに応じて、上記ノイズ判定閾値の大きさを変更する閾値設定手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信して障害物を検出する障害物検出装置であって、
超音波を送信する送信手段と、
前記障害物で反射した超音波を受信する受信手段と、
前記受信手段における受信信号のレベルとノイズ判定閾値を比較し、前記受信信号のレベルが前記ノイズ判定閾値より大きい場合に、障害物が存在すると判断する障害物検出手段と、
前記受信手段におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源がオン状態であるか否かを検出するオン／オフ検出手段と、
前記ノイズ発生源がオン状態であるか否かに応じて、前記ノイズ判定閾値の大きさを変更する閾値設定手段とを備えた、障害物検出装置。
【請求項２】
超音波を送受信して障害物を検出する障害物検出装置であって、
超音波を送信する送信手段と、
前記障害物で反射した超音波を受信する受信手段と、
前記受信手段における受信信号のレベルとノイズ判定閾値を比較し、前記受信信号のレベルが前記ノイズ判定閾値より大きい場合に、障害物が存在すると判断する障害物検出手段と、
前記受信手段におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源がオン状態であるか否かを検出するオン／オフ検出手段と、
前記ノイズ発生源がオン状態であるか否かに応じて、前記障害物検出手段を動作させるか否かを制御する検出動作制御手段とを備えた、障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は障害物検出装置に関し、より詳しくは、障害物の検出に影響を与えるようなノイズが到来するのを的確に判断して、障害物の検出を正確に行うことができる障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波センサは、周囲の物体に向けて超音波を発信し、物体からの反射波を受信することにより、周囲の物体の有無、当該物体との距離を検出するソナー等のセンサである。近年、車両の前部又は後部に超音波センサを設け、車両が前進又は後退する際に当該車両の前方又は後方にある障害物を超音波センサで検出することが行われている。超音波センサの受信信号を処理するセンサＥＣＵは、超音波センサにおける受信信号のレベルと予め設定した閾値とを比較し、受信信号のレベルが閾値より大きい場合に、障害物が存在すると判断する。障害物を検出することにより、当該障害物に車両が衝突するリスクを軽減することができる。
【０００３】
しかしながら、車両にノイズ発生源があり、このノイズ発生源から出るノイズのレベルが上記閾値より大きい場合、センサＥＣＵは、そのノイズ発生源を障害物であると誤認識してしまうことがあった。
【０００４】
そのような誤認識を防止するため、従来、以下の技術があった。
その一つをここで説明する。まず、超音波センサが超音波送信直前の所定期間に、センサＥＣＵが受信波の電流値レベルを検出する。電流値レベルが閾値以上である場合、センサＥＣＵは、高いレベルのノイズが到来していると判断し、超音波の送信を所定期間停止する。送信を停止することにより、障害物の検知動作も停止するので、障害物の誤認識を防止することができる。しかしながら、この技術では、送信を停止している所定期間は、到来しているノイズが微弱であっても強制的に障害物の検知動作が停止してしまうという問題がある。
【０００５】
図８は、この問題を説明するための図である。図８は、横軸は時間を示し、縦軸は超音波センサから出力される受信波の電流値を示している。図８に示される例では、まず、超音波送信直前の期間Ｔ１に大きなノイズＡが検知されている。ノイズＡは、閾値Ｔｈ１を超えている。よって、センサＥＣＵは、期間Ｔ２、Ｔ３において超音波センサからの超音波送信を停止させる。図８では、説明の便宜上、送信超音波Ｂ及び反射波Ｃを示しているが、実際には送受信されない。超音波送信を停止するので、障害物が存在した場合に本来は到来するはずの反射波Ｃが到来せず、センサＥＣＵは障害物を検知することができない。
【０００６】
また、この技術では以下の問題もある。すなわち、超音波送信直前の期間に閾値を超える大きなノイズが到来していない場合、センサＥＣＵは、障害物の検知動作を行う。しかしながら、超音波送信中又は超音波送信後（次の超音波送信の直前を除く）に閾値を超える高いレベルのノイズが到来した場合、センサＥＣＵは、そのノイズが障害物の存在によるものと誤判断してしまう。
【０００７】
図９は、この問題を説明するための図である。図９は、横軸は時間を示し、縦軸は超音波センサから出力される受信波の電流値を示している。図９に示される例では、超音波送信直前の期間Ｔ１には閾値Ｔｈ１を超える大きなノイズが到来していない。しかしながら、超音波送信の後に閾値Ｔｈ１を超える高いレベルのノイズＤが到来している。この場合、センサＥＣＵは、ノイズＤが障害物の存在によるものと誤判断してしまう。
【０００８】
特許文献１には、超音波センサを用いて測距対象物との距離を測定する距離測定装置が開示されている。この距離測定装置は、超音波パルスの送信後、測距対象物で反射された超音波（反射超音波）を受信し、反射超音波を検波して検波信号のレベルと閾値信号のレベルの大きさを比較する。検波信号のレベルが閾値信号のレベルより大きい場合は、超音波パルスを送信してから検波信号のレベルが閾値信号のレベルを最初に超えるまでの時間に基づいて、測距対象物との距離を算出する。なお、この距離測定装置は、超音波を送信しない期間にノイズレベルを計測し、閾値信号のレベルがノイズレベル以下とならないように、閾値信号のレベルを設定するようになっている。このような設定をすることにより、ノイズを測距対象物からの反射波であると誤認識するのを防止することができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の距離測定装置は、超音波を送信しない期間にノイズレベルを計測しているので、超音波送信中に大きなノイズが到来している場合には、そのノイズを検知することができない。この場合、閾値信号のレベルを適切に設定することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０８−２０１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、障害物の検出に影響を与えるようなノイズが到来するのを的確に判断して、障害物の検出を正確に行うことができる障害物検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、
超音波を送受信して障害物を検出する障害物検出装置であって、
超音波を送信する送信手段と、
上記障害物で反射した超音波を受信する受信手段と、
上記受信手段における受信信号のレベルとノイズ判定閾値を比較し、上記受信信号のレベルが上記ノイズ判定閾値より大きい場合に、障害物が存在すると判断する障害物検出手段と、
上記受信手段におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源がオン状態であるか否かを検出するオン／オフ検出手段と、
上記ノイズ発生源がオン状態であるか否かに応じて、上記ノイズ判定閾値の大きさを変更する閾値設定手段とを備えた、障害物検出装置である。
【００１３】
第１の発明によれば、受信手段におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源がオン状態であるか否かが検出される。よって、障害物の検出に影響を与えるようなノイズを発生するノイズ発生源がオンの場合には、閾値設定手段はノイズ判定閾値を大きくする等、ノイズが障害物の検出に影響を与えないようにノイズ判定閾値の大きさを適宜に変更することができる。これにより、障害物検出装置は、障害物の検出を正確に行うことができる。
【００１４】
第２の発明は、
超音波を送受信して障害物を検出する障害物検出装置であって、
超音波を送信する送信手段と、
上記障害物で反射した超音波を受信する受信手段と、
上記受信手段における受信信号のレベルとノイズ判定閾値を比較し、上記受信信号のレベルが上記ノイズ判定閾値より大きい場合に、障害物が存在すると判断する障害物検出手段と、
上記受信手段におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源がオン状態であるか否かを検出するオン／オフ検出手段と、
上記ノイズ発生源がオン状態であるか否かに応じて、上記障害物検出手段を動作させるか否かを制御する検出動作制御手段とを備えた、障害物検出装置である。
【００１５】
第２の発明によれば、受信手段におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源がオン状態であるか否かが検出される。よって、障害物の検出に影響を与えるようなノイズを発生するノイズ発生源がオンの場合には、検出動作制御手段は障害物検出手段の動作を停止させる等、ノイズが障害物の検出に影響を与えないようにすることができる。これにより、障害物検出装置は、障害物の検出を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、障害物の検出に影響を与えるようなノイズが到来するのを的確に判断して、障害物の検出を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に第１実施形態に係る障害物検出装置の構成を示すブロック図
【図２】ノイズ発生源のオンのタイミングが超音波送信直前である場合における、ノイズ発生源のオン／オフを示すタイムチャート（上段）と、ノイズ発生源のオン／オフに連動してノイズ判定用閾値を変更するタイミングを示すタイムチャート（中段）と、図１に示される障害物検出装置が送受信する超音波をノイズとともに示し変更前と変更後のノイズ判定用閾値を示す図（下段）
【図３】ノイズ発生源のオンのタイミングが超音波送信後である場合における、ノイズ発生源のオン／オフを示すタイムチャート（上段）と、ノイズ発生源のオン／オフに連動して、ノイズ判定用閾値を変更するタイミングを示すタイムチャート（中段）と、図１に示される障害物検出装置が送受信する超音波をノイズとともに示し変更前と変更後のノイズ判定用閾値を示す図（下段）
【図４】図１に示される障害物検出装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明に第２実施形態に係る障害物検出装置の構成を示すブロック図
【図６】ノイズ発生源のオン／オフを示すタイムチャート（上段）と、ノイズ発生源のオン／オフに連動して障害物検知動作及び距離測定を行うか否かを変更するタイミングを示すタイムチャート（中段）と、図５に示される障害物検出装置が送受信する超音波をノイズ及びノイズ判定用閾値とともに示す図（下段）
【図７】図５に示される障害物検出装置の動作を示すフローチャート
【図８】従来の問題点を説明する図
【図９】従来の問題点を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、第１実施形態に係る障害物検出装置の構成を示すブロック図である。図２は、ノイズ発生源のオンのタイミングが超音波送信直前である場合における、ノイズ発生源のオン／オフを示すタイムチャート（上段）と、ノイズ発生源のオン／オフに連動してノイズ判定用閾値を変更するタイミングを示すタイムチャート（中段）と、図１に示される障害物検出装置が送受信する音波をノイズとともに示し変更前と変更後のノイズ判定用閾値を示す図（下段）である。図３は、ノイズ発生源のオンのタイミングが超音波送信後である場合における、ノイズ発生源のオン／オフを示すタイムチャート（上段）と、ノイズ発生源のオン／オフに連動して、ノイズ判定用閾値を変更するタイミングを示すタイムチャート（中段）と、図１に示される障害物検出装置が送受信する超音波をノイズとともに示し変更前と変更後のノイズ判定用閾値を示す図（下段）である。図４は、図１に示される障害物検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００１９】
図１に示されるように、第１実施形態に係る障害物検出装置１は、超音波を送受信して障害物を検出する装置である。障害物検出装置１は、主として車両に搭載され、車両の周囲に存在する検出対象物（壁や他車両などの障害物）を検出し、当該検出対象物（以下、障害物と称する）との距離を測定するために、例えば車両の前端部又は後端部に配置される。
【００２０】
障害物検出装置１は、送信手段２と、受信手段３と、障害物検出手段４と、距離測定手段５と、オン／オフ検出手段６と、閾値設定手段７と、ノイズレベル記憶手段１１とを備えている。
【００２１】
送信手段２と受信手段３は、超音波センサ８を構成している。送信手段２と受信手段３とで構成される超音波センサ８は、１つ設けられていてもよいし、或いは２つ以上設けられていてもよい。
【００２２】
障害物検出手段４と、距離測定手段５と、オン／オフ検出手段６と、閾値設定手段７と、ノイズレベル記憶手段１１とは、クリアランスソナーＥＣＵ９内に設けられている。クリアランスソナーＥＣＵ９は、マイクロコンピュータで構成され、障害物検出手段４、距離測定手段５、オン／オフ検出手段６、閾値設定手段７は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵで実行することにより機能部として実現することができる。
【００２３】
送信手段２は、障害物に向けて超音波を送信する。送信される超音波は、例えば、一定期間連続するバースト状の超音波である。
【００２４】
受信手段３は、障害物で反射した超音波を受信する。受信手段３の受信信号は、クリアランスソナーＥＣＵ９に出力される。
【００２５】
障害物検出手段４は、受信手段３における受信信号のレベルと予め設定された閾値Ｔｈ１（又は閾値Ｔｈ２）とを比較し、受信信号のレベルが閾値Ｔｈ１（又は閾値Ｔｈ２）より大きい場合に、障害物が存在すると判断する。
【００２６】
距離測定手段５は、障害物検出手段４で障害物が存在すると判断された場合、当該障害物との距離を測定する。距離の測定は、送信手段２が超音波を送信してから当該超音波が障害物で反射されて受信手段で受信されるまでの時間に音速を乗算した値を、２で除算することにより求めることができる。
【００２７】
オン／オフ検出手段６は、受信手段３におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源１０（１０Ａ，１０Ｂ）がそれぞれオン状態であるか否かを検出する（図２の上段参照）。ノイズ発生源１０は、車内ＬＡＮの通信線１５（例えば、ＣＡＮ(Controller Area Network)通信線）を介してクリアランスソナーＥＣＵ９と接続されている。なお、図１に示される例では、ノイズ発生源１０が２個の場合を示したが、ノイズ発生源１０の数は特に限定されず、１個でもよいし、或いは３個以上であってもよい。ノイズ発生源１０（１０Ａ，１０Ｂ）は、例えば、車両に搭載されているシステムであって、オンの時（作動中）は、例えば超音波領域付近の音波ノイズ等のノイズを発している。
【００２８】
ノイズレベル記憶手段１１は、ノイズ発生源１０がオンの時にノイズ発生源１０で発したノイズが受信手段３で受信される時の最大受信レベル（以下、オン時受信レベルと称する）と、ノイズ発生源１０がオフの時に受信手段３で受信されるノイズの最大受信レベル（以下、オフ時受信レベルと称する）とを、既知データとして記憶している。
【００２９】
閾値設定手段７は、ノイズ発生源１０がオン状態であるか否かに応じて、ノイズ判定用閾値の大きさを変更する（図２、図３参照）。図３に示される例では、ノイズ判定用閾値の大きさをＴｈ１からＴｈ２に変更している。閾値設定手段７は、ノイズレベル記憶手段１１に記憶されているノイズレベルに基づいて、ノイズ判定用閾値の大きさを変更する。例えば、閾値設定手段７は、ノイズ発生源１０がオフの時には、ノイズ判定用閾値をオフ時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ１）設定し、ノイズ発生源１０がオンの時には、ノイズ判定用閾値をオン時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ２）設定する。ノイズ発生源１０が複数個存在し、その内の複数のノイズ発生源１０がオンである場合には、オンになっている複数のノイズ発生源１０の内、オン時受信レベルが最大のノイズ発生源１０を基準として、ノイズ判定用閾値を設定するとよい。
【００３０】
次に、図４のフローチャートを参照しつつ、障害物検出装置１の動作を説明する。
まず、超音波センサ８がオンになっているか否かが判断される（ステップＳ１）。超音波センサ８がオフである場合は、ステップＳ１の判断を繰り返す。一方、超音波センサ８がオンになっている場合には、オン／オフ検出手段６により、ノイズ発生源１０がオンになっているか否かが判断される（ステップＳ２）。
【００３１】
ノイズ発生源１０がオフになっている場合には、通常のロジックが適用される（ステップＳ３）。つまり、閾値設定手段７は、ノイズ判定用閾値をオフ時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ１）設定する。障害物検出手段４は、受信手段３における受信信号のレベルとノイズ判定用閾値Ｔｈ１とを比較し、受信信号のレベルがノイズ判定用閾値Ｔｈ１より大きい場合に、障害物が存在すると判断する。また、距離測定手段５は、障害物検出手段４で障害物が存在すると判断された場合、当該障害物との距離を測定する。
【００３２】
一方、ノイズ発生源１０がオンになっている場合には、ノイズ発生源１０作動時のロジックが適用される（ステップＳ４）。つまり、閾値設定手段７は、ノイズ判定用閾値をオン時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ２）設定する。障害物検出手段４は、受信手段３における受信信号のレベルとノイズ判定用閾値Ｔｈ２とを比較し、受信信号のレベルがノイズ判定用閾値Ｔｈ２より大きい場合に、障害物が存在すると判断する。また、距離測定手段５は、障害物検出手段４で障害物が存在すると判断された場合、当該障害物との距離を測定する。
以上が、障害物検出装置１の動作である。
【００３３】
第１実施形態によれば、受信手段３におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源１０がオン状態であるか否かが検出される。よって、障害物の検出に影響を与えるようなノイズを発生するノイズ発生源１０がオンの場合には、閾値設定手段７はノイズ判定用閾値を大きくする等、ノイズが障害物の検出に影響を与えないようにノイズ判定用閾値の大きさを適宜に変更することができる。これにより、障害物検出装置１は、障害物の検出を正確に行うことができる。
【００３４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図５は、第２実施形態に係る障害物検出装置の構成を示すブロック図である。図６は、ノイズ発生源のオン／オフを示すタイムチャート（上段）と、ノイズ発生源のオン／オフに連動して障害物検知動作及び距離測定を行うか否かを変更するタイミングを示すタイムチャート（中段）と、図５に示される障害物検出装置が送受信する超音波をノイズ及びノイズ判定用閾値とともに示す図（下段）である。図７は、図５に示される障害物検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
第２実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、クリアランスソナー９に代えてクリアランスソナー１６、ノイズレベル記憶手段１１に代えて検出動作制御手段１２、閾値設定手段７に代えて閾値設定手段１４を備えている点であり、その他の構成は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。
【００３６】
検出動作制御手段１２は、ノイズ発生源１０がオン状態であるか否かに応じて、障害物検出手段４及び距離測定手段５を動作させるか否かを制御する。具体的には、例えば、ノイズ発生源１０がオフ状態である場合には、ノイズ判定用閾値がオフ時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ３）設定された状態で、障害物検出動作および障害物との距離測定動作が行われる（図６参照）。一方、ノイズ発生源１０がオン状態である場合には、ノイズ判定用閾値がオフ時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ３）設定されたままで、障害物検出動作および障害物との距離測定動作が停止される（図６参照）。例えば、障害物検出動作および距離測定動作に与える可能性のあるノイズを出すノイズ発生源１０がオフになるまで障害物検出動作および距離測定動作が停止され、当該ノイズ発生源１０がオフになると、障害物検出動作および距離測定動作が再開される。
【００３７】
閾値設定手段１４は、ノイズ発生源１０がオン状態であるか否かに拘わらず、ノイズ判定用閾値を一定の値に設定する。
【００３８】
次に、図７のフローチャートを参照しつつ、障害物検出装置１３の動作を説明する。
まず、超音波センサ８がオンになっているか否かが判断される（ステップＳ１）。超音波センサ８がオフである場合は、ステップＳ１の判断を繰り返す。一方、超音波センサ８がオンになっている場合には、オン／オフ検出手段６により、ノイズ発生源１０がオンになっているか否かが判断される（ステップＳ２）。
【００３９】
ノイズ発生源１０がオフになっている場合には、通常のロジックが適用される（ステップＳ３）。つまり、ノイズ判定用閾値がオフ時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ３）設定される。障害物検出手段４は、受信手段３における受信信号のレベルとノイズ判定用閾値Ｔｈ３とを比較し、受信信号のレベルがノイズ判定用閾値Ｔｈ３より大きい場合に、障害物が存在すると判断する。また、距離測定手段５は、障害物検出手段４で障害物が存在すると判断された場合、当該障害物との距離を測定する。ステップＳ３の後は、ステップＳ１に戻る。
【００４０】
一方、ノイズ発生源１０がオンになっている場合には、ノイズ発生源１０作動時のロジックが適用される（ステップＳ４）。つまり、検出動作制御手段１２は、ノイズ判定用閾値がオフ時受信レベルよりも大きく（やや大きいＴｈ３）設定されたままで、障害物検出動作および障害物との距離測定動作を停止させる。ステップＳ４の後は、ステップＳ１に戻る。
以上が、障害物検出装置１３の動作である。
【００４１】
第２実施形態によれば、受信手段３におけるノイズレベルが判明しているノイズ発生源１０がオン状態であるか否かが検出される。よって、障害物の検出に影響を与えるようなノイズを発生するノイズ発生源１０がオンの場合には、検出動作制御手段１２は障害物検出手段４の動作及び距離測定手段５を動作を停止させる等、ノイズが障害物の検出に影響を与えないようにすることができる。これにより、障害物検出装置１３は、障害物の検出を正確に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、超音波を送受信して障害物を検出する障害物検出装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１３    障害物検出装置
２    送信手段
３    受信手段
４    障害物検出手段
５    距離検出手段
６    オン／オフ検出手段
７，１４    閾値設定手段
８    超音波センサ
９，１６    クリアランスソナーＥＣＵ
１０，１０Ａ，１０Ｂ    ノイズ発生源
１１    ノイズレベル記憶手段
１２    検出動作制御手段
【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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