(57)【要約】【課題】通常の障害物に加えて段差などの障害物も検知して表示できて、衝突や脱輪などの事故防止に寄与できるようにする。【解決手段】車両周辺監視装置１は、複数の超音波ソナー３ａ〜３ｊ、４ａ〜４ｆと、制御回路２と、表示装置５とを備えて構成される。制御回路２は、超音波ソナー３ａ〜３ｊ、４ａ〜４ｆにより検知された障害物検知信号に基づいて車両走行面より上方に突出する凸状障害物及び車両走行面より下方へ凹む凹状障害物の有無を検出すると共に、検出された障害物の位置を検出し、該検出された各障害物の位置を表示装置５に表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の適宜部位に設置された複数の障害物検知センサと、
この障害物検知センサから出力される障害物検知信号に基づいて車両走行面より上方に突出する凸状障害物及び車両走行面より下方へ凹む凹状障害物の有無を検出すると共に、検出された障害物の位置を検出する障害物状況検出手段と、
表示手段と、
前記障害物状況検出手段により検出された各障害物の位置を前記表示手段に表示する表示制御手段と
を備えてなる車両周辺監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両周辺監視装置において、
前記障害物検知センサは超音波ソナーからなり、
前記障害物検知センサは、凸状障害物を検知する凸状障害物用と、凹状障害物を検知する凹状障害物用とに分けられていることを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両周辺監視装置において、
凹状障害物用の障害物検知センサは、車両のほぼ最上部に、指向角度変更に設けられ、
この凹状障害物用の障害物検知センサの指向角度を自動的に変更する駆動手段を備え、
前記障害物状況検出手段は、前記駆動手段により該凹状障害物用の障害物検知センサの指向角度を変えることにより前記凹状障害物の有無及び障害物の位置を検出することを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の車両周辺監視装置において、
表示制御手段は、凹状障害物と凸状障害物との表示形態を異ならせることを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の車両周辺監視装置において、
前記障害物状況検出手段は、車両の操舵角度情報を取得可能で、該操舵角度情報に基づいて走行可能範囲を判定する判定機能を有し、
この走行可能範囲内の障害物に衝突が予測されるか否かを判断し、衝突が予測されるときには、警告を行う警告手段を設けたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の障害物を検知して報知する車両周辺監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の車両周辺監視装置では、障害物検知センサとしての超音波センサを車両の前後のバンパなどの適宜位置に配設し、この超音波センサから超音波バースト波を送信し、障害物からの反射波を受信するまでの時間を計測し、計測時間に応じてセンサから障害物までの距離を検出し、且つ該障害物の形状を推定し、その形状を表示器に表示するようにしたものがある（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１９４９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来のものでは、車両走行面から上方へ突出する障害物の形状を検出して表示するが、車両走行面より低くなる部分例えば段差などの障害物を検知するものではなかった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通常の障害物に加えて段差などの障害物も検知して表示できて、衝突や脱輪などの事故防止に寄与できる車両周辺監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、車両の適宜部位に設置された複数の障害物検知センサと、この障害物検知センサから出力される障害物検知信号に基づいて車両走行面より上方に突出する凸状障害物及び車両走行面より下方へ凹む凹状障害物の有無を検出すると共に、検出された障害物の位置を検出する障害物状況検出手段と、表示手段と、前記障害物状況検出手段により検出された各障害物の位置を前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えた構成としている。
【０００６】
この請求項１の発明によれば、障害物状況検出手段により、車両走行面より突出する凸状障害物つまり通常の障害物を検出できると共に、車両走行面より下方へ凹む凹状障害物つまり段差なども検出できる。そして検出された障害物の位置も検出できる。そして、表示制御手段により、前記検出された障害物の位置を表示するから、ユーザーに、障害物が検出されたことを報知でき、衝突や脱輪などの事故の防止に寄与できる。
【０００７】
この場合、前記障害物検知センサは超音波ソナーからなり、前記障害物検知センサは、凸状障害物を検知する凸状障害物用と、凹状障害物を検知する凹状障害物用とに分けられていても良い（請求項２の発明）。このようにすると、凸状障害物と、凹状障害物とを、容易に分別して検出することができる。
【０００８】
また、この場合、凹状障害物用の障害物検知センサは、車両のほぼ最上部に、指向角度変更に設けられ、この凹状障害物用の障害物検知センサの指向角度を自動的に変更する駆動手段を備え、前記障害物状況検出手段は、前記駆動手段により該凹状障害物用の障害物検知センサの指向角度を変えることにより前記凹状障害物の有無及び障害物の位置を検出ようにしても良い（請求項３の発明）。このようにすると、特定方向の段差などの凹状障害物を、一つの凹状障害物用障害物検知センサの角度変更により良好に検出できるようになり、凹状障害物用障害物検知センサの個数低減に寄与できる。
【０００９】
また、前記表示制御手段が、凹状障害物と凸状障害物との表示形態を異ならせるようにしても良い（請求項４の発明）。このようにすると、凹状障害物と凸状障害物とを良好に区別できる。
【００１０】
また、前記障害物状況検出手段は、車両の操舵角度情報を取得可能で、該操舵角度情報に基づいて走行可能範囲を判定する判定機能を有し、この走行可能範囲内の障害物に衝突が予測されるか否かを判断し、衝突が予測されるときには、警告を行う警告手段を設けたようにしても良い（請求項５の発明）。このようにすると、操舵角度に応じて、障害物への衝突発生を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照して説明する。まず、図１には車両周辺監視装置１の機能的構成を示している。この車両周辺監視装置１は、障害物状況検出手段、表示制御手段及び警告手段としての制御回路２と、凸状障害物用の障害物検知センサとしての超音波ソナー３ａ〜３ｊ、凹状障害物用の障害物検知センサとしての超音波ソナー４ａ〜４ｆ、表示手段たる表示装置５、音声出力装置６、操舵角度センサ７、車速センサ８、操作スイッチ群９、駆動手段としての角度調節用モータ１０Ｌ、１０Ｒを備えて構成されている。
【００１２】
制御回路２はマイコンから構成されており、該マイコンは、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等）、Ｉ／Ｏなどを備えている。ＣＰＵがＲＯＭ（またはフラッシュメモリ）に記憶されたプログラムを実行することにより、制御回路２は、障害物状況検出手段及び表示制御手段として機能する。
【００１３】
前記超音波ソナー３ａ〜３ｊは、指向性があり、車両１１（図２参照）の前部例えばバンパに、同図に示す方向へ指向するように配設されている。なお、超音波ソナー３ａ〜３ｊから出力される超音波バースト波の指向線（仮想）をそれぞれ符号Ｓ３ａ〜Ｓ３ｊで示している。
【００１４】
また超音波ソナー４ａ〜４ｆは、指向性があり、超音波ソナー４ａ〜４ｃがユニット４Ｌに収容され、超音波ソナー４ｄ〜４ｆが右側のユニット４Ｒに収容され、これらユニット４Ｌ、４Ｒは、それぞれ車両１１のほぼ最上部左右前部に指向角度調節可能に設けられている。なお、超音波ソナー４ａ〜４ｆから出力される超音波バースト波の指向線（仮想）をそれぞれ符号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｆで示している。
【００１５】
前記ユニット４Ｌは角度調節用モータ１０Ｌにより車両側面方向の傾斜角度（指向角度）を自動的に変更できるようになっている。すなわち、図５の左側のユニット４Ｌの原点角度４Ｌ１状態から角度４Ｌ２、４Ｌ３の三つの状態に変更されるようになっている。この左側のユニット４Ｌの原点角度４Ｌ１状態を車両側面から見ると図３に示すようになり、超音波ソナー４ａ、４ｂ、４ｃの指向角度は４ａ０、４ｂ０、４ｃ０となっている。
【００１６】
右側のユニット４Ｒについては、上記左側のユニット４Ｌと左右対称形に構成されている。
表示装置５は例えば液晶表示パネルなどから構成されている。音声出力装置６は例えばスピーカーから構成されている。また、前記操舵角度センサ７はステアリング操舵角度を検出する。前記車速センサ８は、車輪の回転速度に応じたパルスを発生して速度検出信号として制御回路２に入力するものである。
【００１７】
操作スイッチ群９は、表示装置５の画面の近傍に設けられたメカニカルスイッチや、表示装置５の画面上に設けられるタッチパネル、リモコンなどを含んで構成されている。
前記制御回路２における障害物状況検出手段及び表示制御手段としての機能について、説明する。なお、図６は自車両１１の走行状況を示しており、そして、図９及び図１０には、この図６において検出した障害物座標の表示例を示している。この図６では、自車両１１の左側に段差Ｄがあり、右側前方に車両Ｔが停車もしくは走行している状況である。
【００１８】
図７及び図８には、前記制御回路２の障害物状況検出手段及び表示制御手段としての機能の制御内容が記載されている。図７のステップＰ１においては、超音波ソナー３ａ〜３ｊ及び超音波ソナー４ａ〜４ｆによる検出順位Ｎを１とする。この検出順位Ｎは、例えば超音波ソナー３ａ〜３ｊに夫々対応する検出順位を「１」〜「１０」とし、ユニット４Ｌの超音波ソナー４ａ〜４ｃに対応する検出順位を「１１」〜「１３」とし、ユニット４Ｒの超音波ソナー４ｄ〜４ｆに対応する検出順位を１４」〜「１６」としている。
【００１９】
ステップＰ２では検出順位Ｎの検出結果が凸状障害物有りか否かを判断する。すなわち、各超音波ソナー３ａ〜３ｊ（検出順位「１」〜「１０」）においては、各超音波ソナー３ａ〜３ｊから超音波バースト波を送信し、障害物からの反射波を受信すれば通常の障害物である凸状障害物有りと判定し、該受信するまでの時間により超音波ソナーから凸状障害物までの距離（自車両に対する障害物の位置、この位置は後述する座標で表示される）を検出する。凸状障害物無しが検出されると、ステップＰ４で順位Ｎにおいての障害物無しを記憶する。
【００２０】
そして、検出順位「１１」〜「１３」の超音波ソナー４ａ〜４ｃについては、次の検出動作（図８のフローチャート参照）を行う。この超音波ソナー４ａ〜４ｃによる検出動作は同じであるので、超音波ソナー４ａによる検出動作について述べる。まず、ステップＱ１でユニット４Ｌの原点角度４Ｌ１で、反射波の受信所要時間により到達距離Ａ１（図５における基準点Ｃｋから到達ポイントＣｐ１までの距離）を検出し、ステップＱ２で、角度調節用モータ１０Ｌを駆動制御して、ユニット４Ｌを角度４Ｌ２に切り替え、到達距離Ａ２を検出し、ステップＱ３で、ユニット４Ｌを角度４Ｌ３に切り替え、到達距離Ａ３を検出する。なお、上記角度４Ｌ１〜４Ｌ３は、超音波バースト波が反射し得る角度に設定されている。
【００２１】
そしてステップＱ４で、上記検出された到達距離Ａ１、Ａ２、Ａ３から高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３を演算する。この場合、ユニット４Ｌの基準高さＨ（走行面からの高さ）、超音波ソナー４ａの角度４Ｌ１、４Ｌ２、４Ｌ３及び４ａ０が分かっているので、上記高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３は演算により求めることができる。
【００２２】
そして、ステップＱ５〜ステップＱ１４から分かるように、各高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３と、基準高さＨとをそれぞれ比較して、差（低い方への段差）が５０ｃｍ以上があれば、超音波ソナー４ａについて凹状障害物として、段差を検出し、凹状障害物の位置である段差座標（４ａＤｐ、図９参照）を取得する（ステップＱ７、ステップＱ１０、ステップＱ１３）。上記各Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３と、基準高さＨとの差が低い方へ５０ｃｍに満たない場合には、段差無しと判定し記憶する（ステップＱ１４）。この図８の制御は、他の超音波ソナー４ｂ〜４ｆ(検出順位「１２」〜「１６」)についても同様に行うがフローチャートは省略した。
【００２３】
この後、図７のステップＰ９で、障害物有り及び無しに応じた表示制御を行う。ここでは、超音波ソナー３ｈ、３ｉ、３ｊが凸状障害物（車両Ｔ）有りを検出し、図９で示す座標３ｈＴｐ、３ｉＴｐ、３ｊＴｐを取得し、超音波ソナー４ａ、４ｂ、４ｃが凹状障害物（段差Ｄ）有りを検出し、図９で示す座標４ａＤｐ、４ｂＤｐ、４ｃＤｐを取得したものとする。
【００２４】
この表示制御は、障害物有りの上記座標３ｈＴｐ、３ｉＴｐ、３ｊＴｐ、４ａＤｐ、４ｂＤｐ、４ｃＤｐを図９に示すようにドット形態で表示する。凸状障害物の座標３ｈＴｐ、３ｉＴｐ、３ｊＴｐは所定の色で表示し、且つ、連続する順位の座標があれば該当座標を線で連続するように表示する。また凹状障害物の座標４ａＤｐ、４ｂＤｐ、４ｃＤｐを異なる色（異なる表示形態）で点表示し、連続する順位の座標であれば該当座標を線で連続するように表示する。また、障害物検出無しが検出された順位については、座標表示はせずに比較的遠い領域をほぼ円弧状の線で表示する。そして、線で囲まれた範囲（ハッチングされた部分）を走行可能範囲Ｅｓとして、適宜の色にて表示している。
【００２５】
このような表示制御の後、ステップＰ１０で、操舵角度センサ７からの操舵角度情報を取得し、ステップＰ１１では、この操舵角度に応じて、車両の走行可能範囲Ｅｓを指定し、この走行可能範囲Ｅｓから外れた障害物座標（図１０では座標３ｈＴｐ、３ｉＴｐ、３ｊＴｐ）については、車両の衝突の可能性はないとみて衝突の可能性の有無の判定はしない。
【００２６】
そして、次のステップＰ１２では、上記走行可能範囲Ｅｓ内の障害物座標に対して衝突の可能性があるか否かを判定し（判定機能）、衝突の可能性があると判断すれば、ステップＰ１３で、音声出力装置６に音声にて警告報知をさせる。
【００２７】
このような本実施例によれば、車両走行面より突出する凸状障害物つまり通常の障害物を検出できると共に、車両走行面より下方へ凹む凹状障害物つまり段差なども検出できる。そして検出された障害物の位置（座標）も検出できる。そして、前記検出された障害物の位置を表示装置５に表示するから、ユーザーに、障害物が検出されたことを報知でき、衝突や脱輪などの事故の防止に寄与できる。
【００２８】
また、本実施例によれば、前記障害物検知センサを超音波ソナー３ａ〜３ｊ、４ａ〜４ｆから構成し、この障害物検知センサを、凸状障害物を検知する凸状障害物用の超音波ソナー３ａ〜３ｊと、凹状障害物を検知する凹状障害物用の超音波ソナー４ａ〜４ｆとに分けたから、通常の障害物である凸状障害物と、段差などの凹状障害物とを容易に分別して検出することができる。
【００２９】
また、凹状障害物用の障害物検知センサである超音波ソナー４ａ〜４ｆを、車両１１のほぼ最上部に、指向角度変更に設け、この超音波ソナー４ａ〜４ｆの指向角度を自動的に変更する角度調節用モータ１０Ｌ、１０Ｒを備え、該角度調節用モータ１０Ｌ、１０Ｒにより該超音波ソナー４ａ〜４ｆの指向角度を変えることにより凹状障害物の有無及び障害物の位置を検出するようにしたから、特定方向の段差などの凹状障害物を、一つの超音波ソナーの角度変更により良好に検出できるようになり、凹状障害物用障害物検知センサの個数低減に寄与できる。
【００３０】
また、凹状障害物と凸状障害物との表示形態（表示色）を異ならせるようにしたから、凹状障害物と凸状障害物とを良好に区別できる。
また、車両の操舵角度情報を取得可能で、該操舵角度情報に基づいて走行可能範囲を判定する判定機能を有し、この走行可能範囲内の障害物に衝突が予測されるか否かを判断し、衝突が予測されるときには、警告を行うようにしたから、操舵角度に応じて、障害物への衝突発生を未然に防ぐことができる。
【００３１】
本発明は、上記実施例に限定されず、次のように変更して実施してもよい。本発明の第２の実施例として示す図１１のように、線で結ばれた座標の外側に物体模様Ｆの表示を行うようにしても良い。また本発明の第３の実施例として示す図１２のように、表示された座標が単独（符号Ｚａで示す）であるような場合には、その所定範囲に危険ゾーンＺａ´を示す表示を行うようにしても良い。その他、表示形態は種々変更して実施できるものである。さらに、障害物検知センサを車両の後部が設けて、後進時における車両周辺監視に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施例を示す車両周辺監視装置の機能ブロック図
【図２】車両の概略構成を示す平面図
【図３】車両の概略構成を示す側面図
【図４】凹状障害物検知用超音波ソナー部分の側面図
【図５】障害物検出説明のために車両を後方から見た背面図
【図６】車両の周辺状況を示す上方からの斜視図
【図７】制御内容のフローチャートその１
【図８】制御内容のフローチャートその２
【図９】表示形態を示す図
【図１０】操舵角度が異なる場合の表示形態を示す図
【図１１】本発明の第２の実施例を示す図９相当図
【図１２】本発明の第３の実施例を示す図９相当図
【符号の説明】
【００３３】
図面中、１は車両周辺監視装置、２は制御回路（障害物状況検出手段、表示制御手段及び警告手段）、３ａ〜３ｊは超音波ソナー（凸状障害物用の障害物検知センサ）、４ａ〜４ｆは超音波ソナー（凹状障害物用の障害物検知センサ）、５は表示装置（表示手段）、７は操舵角度センサ、１０Ｌ、１０Ｒは角度調節用モータ（駆動手段）を示す。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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