(57)【要約】【課題】自律走行車両等に用いる障害物検出装置において、簡単な構成により、超音波センサの数の削減と、少ない超音波センサによる広範囲の障害物検出を可能とする。【解決手段】障害物検出装置１は、超音波を送受信可能な障害物検出用の複数の超音波センサＵＳと、超音波センサＵＳを送受信用と受信用とに切り替えて使用するための送受信切替手段２と、伝播時間計測手段３と、障害物位置決定手段４と、検出結果出力手段５と、超音波センサＵＳおよび各手段２〜５を制御する制御手段１０と、を備えている。複数の超音波センサＵＳは、互いに離間すると共に車両前面に配置される。送受信切替手段２は、障害物の検出に際して超音波センサＵＳのうち少なくとも１つを送受信用に切り替えると共に他の少なくとも１つの超音波センサＵＳを受信用に切り替える。【選択図】図１
2008039497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の伝播時間に基づいて車両前方の障害物を検出する障害物検出装置において、
超音波を送受信可能な障害物検出用の２つ以上の超音波センサと、
前記超音波センサを送受信用と受信用とに切り替えて使用するための送受信切替手段と、を備え、
前記各超音波センサが、互いに離間すると共に車両前面に配置され、
前記送受信切替手段が、障害物の検出に際して前記超音波センサのうち少なくとも１つを送受信用に切り替えると共に他の少なくとも１つを受信用に切り替えることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記各超音波センサは、各センサの超音波検知角度範囲の中心線方向とそのセンサを配置した車両前面とのなす角度が、各センサの超音波検知角度範囲の略半分の角度となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記各超音波センサによる送信を１つずつ順番に切り替えて行い、受信を１つ以上のセンサで行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記超音波センサ２つを１対とし、この対となるセンサ内で送信と受信の役割を交互に入れ替えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記超音波センサの対を１対以上備えることを特徴とする請求項４に記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行車両等に用いる障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザレーダなどを用いるよりも比較的安価に構成できるなどの理由により、超音波センサを障害物検出センサとして用いた障害物検出装置が自律走行車両等に搭載して用いられている。超音波センサを用いる場合、反射超音波の伝播時間に基づいて、超音波反射物体である障害物までの距離や方向が決定される。
【０００３】
上述のような障害物検出装置として、車両本体の外周に所定の間隔で、複数の送信用および複数の受信用の超音波センサを交互に配置し、これらのセンサを任意に選択して動作させるものがある。この装置は、１つの送信用超音波センサとその両隣の受信用超音波センサとを動作させて障害物検出を行い、一定時間経過とともに組合せを順次切替えて、他の１つの送信用超音波センサとその両隣の受信用超音波センサとを動作させて障害物検出を行い、検出範囲を任意に設定可能としている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３５７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような障害物検出装置は、車両周囲の障害物を検出するために多数の超音波センサを配置しなければならず、このためコスト高を招き、さらにセンサ数の増加による信頼性の問題が発生する。また、超音波センサを用いて広い範囲をセンシングする場合、上述のように、超音波センサをたくさん並べるなどの方法が取られるが、近接するセンサ間の干渉をなくす必要があり、上述のように、隣接センサの残響が収まるのを待つための一定時間が必要である。この場合、検出動作が一定時間毎、例えば、数百ｍｓ程度毎に制限されるという問題がある。この時間制限により、いわゆる不感時間が発生し、センサ数が多くて互いに干渉するセンサ数が多いほど、不感時間が長くなる。
【０００５】
なお、センサ間の干渉をなくすため周波数を変えて対応する方法もあるが、複数周波数を使う場合はそれなりの複数種類の回路や周波数変更可能な構成が必要であり、やはり、コスト高や信頼性の問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、超音波センサの数を減らし、少ない超音波センサで広範囲の障害物を検出できる、自律走行車両等に用いる障害物検出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】
【０００７】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、超音波の伝播時間に基づいて車両前方の障害物を検出する障害物検出装置において、超音波を送受信可能な障害物検出用の２つ以上の超音波センサと、前記超音波センサを送受信用と受信用とに切り替えて使用するための送受信切替手段と、を備え、前記各超音波センサが、互いに離間すると共に車両前面に配置され、前記送受信切替手段が、障害物の検出に際して前記超音波センサのうち少なくとも１つを送受信用に切り替えると共に他の少なくとも１つを受信用に切り替えるものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の障害物検出装置において、前記各超音波センサは、各センサの超音波検知角度範囲の中心線方向とそのセンサを配置した車両前面とのなす角度が、各センサの超音波検知角度範囲の略半分の角度となるように配置されているものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の障害物検出装置において、前記各超音波センサによる送信を１つずつ順番に切り替えて行い、受信を１つ以上のセンサで行うものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の障害物検出装置において、超音波センサ２つを１対とし、この対となるセンサ内で送信と受信の役割を交互に入れ替えるものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の障害物検出装置において、前記超音波センサの対を１対以上備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、互いに離間して車両前面に配置した２つ以上の送受信可能な超音波センサを用いるので、それぞれのセンサの超音波検知角度範囲を合わせた広い範囲において車両の進行方向となる車両前面方向における障害物を検知でき、また、離間配置した両センサのいわゆる視差に基づいて障害物の距離と方向を特定できる。すなわち、簡単な構成により、超音波センサの数を減らし、少ない超音波センサで広範囲の障害物を検出できる、自律走行車両等に用いる障害物検出装置を実現できる。超音波センサ数を減らすことにより、干渉回避のために発生する不感時間を、短くすることができる。また、送受信切替手段を備えているので、超音波センサを任意に選択して各超音波センサを同じ頻度で送信用に用いることにより、送受信超音波センサの寿命を長くできる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、車両前面の直近を含む前方における障害物を検出できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、超音波を送信する超音波センサの位置が変化し、従って、受信される超音波の伝播経路が変化するので、伝播経路の比較などにより、より正確に障害物の位置（距離と方向）を把握できる。これは、複数の障害物が存在する場合に、特に有効である。
【００１５】
請求項４の発明によれば、対となるセンサ内で送信と受信の役割を交互に入れ替えることによる受信超音波の伝播経路変化に基づいて、簡単な構成で、より正確に障害物の位置（距離と方向）を把握できる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、センサ対の複数配置により、いわゆるアレイセンサを実現でき、障害物を３次元的に、すなわち立体的に把握できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る障害物検出装置について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る障害物検出装置のブロック構成を示し、図２、図３（ａ）（ｂ）は障害物検出装置を搭載した車両を示し、図４は超音波センサの超音波検知範囲を示す。障害物検出装置１は、超音波の伝播時間に基づいて車両前方の障害物を検出する装置であり、図１に示すように、超音波を送受信可能な障害物検出用の複数の超音波センサＵＳと、超音波センサＵＳを送受信用と受信用とに切り替えて使用するための送受信切替手段２と、伝播時間計測手段３と、障害物位置決定手段４と、検出結果出力手段５と、超音波センサＵＳおよび各手段２，３，４，５を制御する制御手段１０と、を備えている。上述の複数の超音波センサＵＳは、互いに離間すると共に車両前面に配置される（後述、図２参照）。
【００１９】
上述の送受信可能な超音波センサＵＳは、周知の技術に基づく、超音波送信素子、超音波受信素子、受信信号前置増幅器などを備えている。超音波送信素子は、別途設けた駆動回路からの駆動エネルギによって超音波を送波する。
【００２０】
送受信切替手段２が、障害物の検出に際して超音波センサＵＳのうち少なくとも１つを送受信用に切り替える。そこで、互いに干渉する可能性のある複数の超音波センサＵＳは、通常、同時に超音波を送信するということはないように送受信切替手段２によって切り替えが行われる。他方、超音波の受信は、同時に何れの超音波センサＵＳによっても行うことができる。特定の超音波センサＵＳを受信用とする場合、送受信切替手段２によって、そのセンサが選択され、受信用とされる。
【００２１】
伝播時間計測手段３は、超音波センサＵＳが出力する反射超音波受信信号を受け取り、その信号を処理して反射超音波を受信した時刻を検出し、予め知られている超音波送信の時刻からの時間経過を算出して、超音波の伝播時間を求める。この超音波の伝播時間計測は、超音波受信信号を出力する全ての超音波センサＵＳについて行われる。
【００２２】
障害物位置決定手段４は、伝播時間計測手段３によって計測された複数の伝播時間に基づいて、障害物の位置、つまり障害物の距離と方向とを検出する。障害物の位置の検出には、それぞれの超音波センサＵＳの相互の配置情報が参照される。
【００２３】
ここで、２つの超音波センサＵＳ１，ＵＳ２を用いる場合のセンサ配置を説明する。超音波センサＵＳ１，ＵＳ２は、図２に示すように、車両１１における車両前面１２の同じ水平高さ位置の左右に互いに離間して、すなわち、車両前面の両端に離して配置される。超音波センサＵＳ１，ＵＳ２は、図３（ａ）に示すように、超音波センサＵＳ１から超音波を送波し、超音波センサＵＳ１，ＵＳ２の両方で反射超音波を受信し、または、図３（ｂ）に示すように、超音波センサＵＳ２から超音波を送波し、超音波センサＵＳ１，ＵＳ２の両方で反射超音波を受信する。従って、２つの超音波センサＵＳ１，ＵＳ２は、共通の障害物監視空間を互いの視野領域とするように、車幅内方に傾けて配置されている。
【００２４】
上述の車幅内方に傾けることについてさらに説明する。図４に示すように、各センサを含む平面内において、超音波センサＵＳ１の指向性方向である中心線方向７は、車幅内方（進行方向内側向き）とされている。超音波センサＵＳ１は、略扇形状の超音波検知角度範囲６の中心線方向７とその超音波センサＵＳ１を配置した車両前面１２とのなす角度φが、超音波センサＵＳ１の超音波検知角度θの略半分の角度、すなわちφ≒θ／２、となるように配置されている。超音波センサＵＳ２についても同様である。
【００２５】
このような超音波センサＵＳ１，ＵＳ２の配置によると、図４に示すように、水平方向略９０゜の広がりを持つ超音波検知角度範囲６を用いて、車両１１の車両前面１２の直近から前方における略車幅の空間に存在する障害物を検出することができる。超音波センサＵＳ１，ＵＳ２の超音波検知角度範囲６が十分広く、水平方向略１８０゜の広がりを持つ場合には、超音波センサＵＳ１，ＵＳ２はそれぞれ前方正面向きに配置される。
【００２６】
なお、車両１１は、左右２つの駆動車輪１１ａ（１つのみ図示）と、前方の１つの従動輪１１ｂと、不図示の、自己位置認識手段、現在地から目的地までの経路を生成する経路生成手段、走行制御手段、駆動車輪１１ａを駆動する駆動手段、及び障害物検出装置１とを備えている。障害物検出装置１は、障害物検出動作を、間欠的に行って、その検出結果を、検出結果出力手段５を介して走行制御手段に送り、車両１１の走行制御手段は、受け取った障害物検出結果を基に障害物との衝突を回避しつつ、駆動手段を制御して、目的地まで自律的に走行移動する。
【００２７】
次に、図５〜図８を参照して、上述の図４に示した超音波センサＵＳ１，ＵＳ２の配置を備えた障害物検出装置１による障害物検出の例を説明する。図５は障害物検出装置１による障害物検出の様子を示し、図６は超音波センサによる障害物検出信号の例を示し、図７は障害物の位置決定の原理を示し、図８は障害物検出装置１に用いられる一般的な楕円図形の性質を示す。
【００２８】
図５に示すように、超音波センサＵＳ１を送受信用とし、超音波センサＵＳ２を受信用とし、車両１１の前方における障害物Ｂ１を検出するものとする。超音波センサＵＳ１からの送信波Ｓ１が、障害物Ｂ１によって反射され、超音波センサＵＳ１が反射波Ｒ１を受波し、超音波センサＵＳ２が反射波Ｒ２を受波する。
【００２９】
この場合の受波に基づく信号（受信信号）の時間変化は、図６に示すようになり、送波時刻ｔ０および受波時刻ｔ１，ｔ２から求められる超音波の伝播時間と音速とを用いて、超音波センサＵＳ１と障害物Ｂ１との距離Ｌ１、および、超音波センサＵＳ１から障害物Ｂ１を経由して超音波センサＵＳ２に至る距離Ｌ２とを求めることができる。
【００３０】
このとき、障害物Ｂ１は、図７に示すように、焦点Ｆ１を中心とする半径Ｌ１の円ｃと、長軸Ｌ２，焦点Ｆ１，Ｆ２の楕円ｅとの交点に位置する。ここで、焦点Ｆ１，Ｆ２は、それぞれ、超音波センサＵＳ１，ＵＳ２の超音波を送受信する素子の位置、すなわち超音波伝播距離測定の基準点である。
【００３１】
なお、楕円の一般的な性質として、図８に示すように、２定点（焦点Ｆ１，Ｆ２という）からの距離の和が一定となる点（点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２など）の軌跡が楕円であり、この性質により楕円が定義される。その距離の和が長軸Ａと一致する。また、焦点Ｆ１，Ｆ２の位置と長軸Ａとが定まると、楕円の形状が一意に決定される。例えば、楕円の短軸Ｂは、焦点Ｆ１，Ｆ２間の距離Ｄと長軸Ａとを用いて、Ｂ＝（Ａ２−Ｄ２）１／２、と表される。
【００３２】
そこで、図７の場合、超音波センサＵＳ１，ＵＳ２の配置によって定まる焦点Ｆ１，Ｆ２とその間の距離ＬＵ、および、測定によって得られた距離Ｌ２、すなわち長軸によって、楕円ｅが決定される。この場合、この楕円の短軸Ｂは、Ｂ＝（Ｌ２２−ＬＵ２）１／２、となる。
【００３３】
ところで、楕円ｅと円ｃとの交点は多い場合、最大４ヶ所発生する。このような場合にあっても、障害物Ｂ１の位置は検知可能エリア（超音波検知角度範囲）内にある、などという限定条件に基づいて、交点を１つに絞り込むことができる。しかしながら、複数の障害物が検出される場合もあるので、検知エリアの限定による絞込みによって障害物の位置を絞り込めない場合には、複数の障害物が存在するとして、安全側に判断するようにしてもよい。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、図９（ａ）（ｂ）、図１０を参照して、障害物検出装置１の第２の実施形態を説明する。この実施形態は、上述の図４に示した配置の超音波センサＵＳ１，ＵＳ２を備えた障害物検出装置１による２つの障害物の検出に関する。図９（ａ）は第２の実施形態に係る障害物検出装置による障害物検出を示し、図９（ｂ）は超音波の伝播経路を示し、図１０は障害物の位置決定の様子を示す。
【００３５】
図９（ａ）（ｂ）において、超音波センサＵＳ１に近い側に障害物Ｂ２が存在し、超音波センサＵＳ２に近い側に障害物Ｂ３が存在している。そして、超音波センサＵＳ１が、超音波送信用とされている。このような状況のもとで、超音波センサＵＳ１と障害物Ｂ２との距離Ｌ３、超音波センサＵＳ１と障害物Ｂ３との距離Ｌ４、超音波センサＵＳ１から障害物Ｂ２を経由して超音波センサＵＳ２に至る距離Ｌ５、および、超音波センサＵＳ１から障害物Ｂ３を経由して超音波センサＵＳ２に至る距離Ｌ６をそれぞれ定める。
【００３６】
ここで、２つの超音波センサＵＳ１，ＵＳ２（一般に、多数の超音波センサＵＳを用いる場合に各受信可能なセンサ）は、最短距離を検出するものとする。すなわち、超音波送波時刻ｔ０の後に、最初に検出された受波時刻から求めた距離を、障害物検出に関する距離として採用する。この前提条件は、近距離の障害物ほど回避の緊急性が高く、そのような障害物情報が要求されるという、障害物検出装置１に対する要件に合致する。すると、図９（ａ）（ｂ）の場合、Ｌ３＜Ｌ４、Ｌ６＜Ｌ５なので、超音波センサＵＳ１については距離Ｌ３が求められ、超音波センサＵＳ２については距離Ｌ６が求められる。
【００３７】
上述の図７と同様に、距離Ｌ３，Ｌ６を用いて、図１０に示すように、半径Ｌ３の円ｃと長軸Ｌ６の楕円ｅを描いてその交点Ｐを求めると、交点Ｐの位置は障害物Ｂ３の近くに求められる。つまり、実際の障害物Ｂ２の位置とは異なる位置に障害物あるという判定になる。しかしながら、このような場合においても、車両前面１２から交点Ｐまでの距離は、車両前面１２から障害物Ｂ３の距離を略再現している。従って、障害物の２次元情報（ｘｙ座標値）が不要で、車両前面１２からの距離が得られればよい場合、図１０における交点Ｐで示すような障害物検出結果は、簡単な構成で容易に得られる、利用価値のある結果といえる。
【００３８】
（第３の実施形態）
次に、図１１（ａ）（ｂ）、図１２を参照して、障害物検出装置１の第３の実施形態を説明する。この実施形態は、上述の第２の実施形態において、超音波を送信するセンサを入れ替えたものである。図１１（ａ）は第３の実施形態に係る障害物検出装置による障害物検出を示し、図１１（ｂ）は超音波の伝播経路を示し、図１２は障害物の位置決定の様子を示す。
【００３９】
図１１（ａ）（ｂ）において、超音波センサＵＳ２が、超音波送信用とされている。このような状況のもとで、超音波センサＵＳ２と障害物Ｂ３との距離Ｌ７、超音波センサＵＳ２と障害物Ｂ２との距離Ｌ８、超音波センサＵＳ２から障害物Ｂ３を経由して超音波センサＵＳ１に至る距離Ｌ９、および、超音波センサＵＳ２から障害物Ｂ２を経由して超音波センサＵＳ１に至る距離Ｌ１０をそれぞれ定める。
【００４０】
ここで、第２の実施形態と同様に、２つの超音波センサＵＳ１，ＵＳ２は、最短距離を検出するものとすると、Ｌ７＜Ｌ８、Ｌ９＜Ｌ１０なので、超音波センサＵＳ２については距離Ｌ７が求められ、超音波センサＵＳ１については距離Ｌ９が求められる。
【００４１】
上述の図７、図１０と同様に、距離Ｌ７，Ｌ９を用いて、図１２に示すように、半径Ｌ７の円ｃと長軸Ｌ９の楕円ｅを描いてその交点Ｐを求めると、交点Ｐの位置は障害物Ｂ３の位置に一致する。すなわち、この場合、第２の実施形態とは異なって、障害物Ｂ３の位置を正確に決定することができる。
【００４２】
つまり、２つの障害物Ｂ２，Ｂ３が検知エリア内にある場合、車両前面１２に近い方の障害物側の超音波センサを送受信センサとし、他方を受信センサとした場合、２次元的に正しい障害物位置（ｘｙ座標値）を決定することができる。
【００４３】
ところが、一般に、２つの障害物のうちどちらが、どちらの超音波センサＵＳに近いかということは、測定しなければ分からないことである。この場合、送信用の超音波センサＵＳを入れ替えて、合計２回の測定によって、どちらの障害物がどちらの超音波センサＵＳに近いかということが分かり、同時に、その近い障害物の２次元位置も正しく決定することができる。
【００４４】
上述した図９（ａ）（ｂ）による第２の実施形態と図１１（ａ）（ｂ）による第３の実施形態とを組み合わせると、２つの超音波センサＵＳを１対とし、この対となるセンサ内で送受信と受信の役割を交互に入れ替える、ということになる。障害物検出装置１は、このような障害物検出方法によって障害物を検出することができる。この場合、対となる超音波センサＵＳ内で送信と受信の役割を、上述の送受信切替手段２によって交互に入れ替え、この入れ替えによる受信超音波の伝播経路変化に基づいて、簡単な構成で、車両前面１２に近い側の障害物の正しい２次元情報、すなわち障害物の位置（距離と方向）をより正確に把握できる。
【００４５】
上述の結果を一般化すると、障害物検出装置１における各超音波センサＵＳによる送信を１つずつ順番に切り替えて行い、受信を少なくとも１つ以上の超音波センサＵＳで行うことの有効性が示される。つまり、送信用センサを切り替えることにより超音波の残響などによる超音波センサＵＳ間の干渉を回避し、より広い範囲における障害物を位置精度良く検出できる。また、送信位置の切り替えにより超音波を送信する超音波センサＵＳの位置を変えることにより、受信される超音波の伝播経路が変化させることができるので、伝播経路に関するより多くの情報が得られ、より正確に障害物の位置（距離と方向）を把握できる。
【００４６】
（第４の実施形態）
次に、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して、障害物検出装置１の第４の実施形態を説明する。この実施形態は、上述の第３の実施形態の最後で述べた、超音波センサＵＳによる送信を１つずつ順番に切り替えて行う障害物検出装置１に関する。図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）は第４の実施形態に係る障害物検出装置において車両前面に配置した３つの超音波センサの動作組合せの例を示す。
【００４７】
ここに示す障害物検出装置１における３つの超音波センサＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３は、車両１１の前面の上部左右に２つ、下部中央に１つ、三角形状に配置されている。この配置のもとで、図１３（ａ）では超音波センサＵＳ１が超音波を送受信し、他の超音波センサＵＳ２，ＵＳ３が超音波を受信する。同様に、図１３（ｂ）（ｃ）ではそれぞれ超音波センサＵＳ３，ＵＳ２が超音波を送受信し、他の超音波センサが超音波を受信する。そして、これらの３つの動作を所定の時間間隔で繰り返して障害物検出が行われる。
【００４８】
上述のような配置の複数の超音波センサＵＳを用いることにより、障害物検出装置１は、いわゆるアレイセンサを実現でき、障害物を３次元的に、すなわち立体的に、より正確に把握することができる。
【００４９】
（第５の実施形態）
次に、図１４（ａ）（ｂ）を参照して、障害物検出装置１の第５の実施形態を説明する。この実施形態は、２つの超音波センサＵＳから成るそれぞれ独立なセンサ対を車両１１の前面に配置したものに関する。図１４（ａ）では、左右の超音波センサＵＳによってセンサ対（対を破線で表示）を構成し、そのセンサ対を上中下に３対配置しており、図１４（ｂ）では、上下の超音波センサＵＳによってセンサ対を構成し、そのセンサ対を左右に２対配置している。なお、超音波センサＵＳは、それぞれの対の中だけで送受信を行う。これが、独立なセンサ対の意味である。
【００５０】
この実施形態においては、受信用の超音波センサＵＳは、対を構成する１つの超音波センサＵＳから送信された超音波だけを受信する。この点、上述の第４の実施形態において１つだけでなく２つの超音波センサからの超音波を（時間をずらして）受信する構成とは異なっている。
【００５１】
この違いは、超音波センサＵＳの指向性に関連する。例えば、図１４（ａ）における超音波センサＵＳは、水平面内に扁平に広がる指向性（検知エリア、超音波検知角度範囲）を有するものが用いられ、図１３（ａ）における各超音波センサＵＳ１，ＵＳ２，ＵＳ３は、それぞれ他の２つの超音波センサを視野範囲に入れた指向性を有するものが用いられる。
【００５２】
また、図１４（ａ）（ｂ）において、各センサ対による超音波受信が略水平平面内、または略垂直面内に限定されると考えられるので、上述の図７、図１０、図１２における楕円ｅと円ｃは２次元曲線と見做すことができる。他方、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）においては、各センサ対による超音波受信は、より立体的であり、上述の楕円ｅと円ｃは３次元図形となり、その交わりは点ではなく曲線になる。この後者の場合においても、通常、センサ対を含む平面内で２次元的に考えても十分有効な障害物検出が可能である。
【００５３】
（第６の実施形態）
次に、図１５を参照して、障害物検出装置１の第６の実施形態を説明する。この実施形態は、障害物検出装置１における送受信可能な超音波センサＵＳを、車両１１の前面だけでなく、それぞれの側面に配置した構成のものである。このような構成によると、車両１１の側面や後方から接近する移動物体からなる障害物を検出することができる。また、車両１１が後退する場合などに、相対的に車両１１に接近する障害物を検出することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、超音波センサＵＳを車両前面１２に配置し、障害物検出装置１を自律走行車両等に搭載して用いるものとして説明したが、障害物検出装置１は、車両に限らず、歩行ロボットや飛行体などの移動体に搭載して用いることができ、さらには、固定体に搭載してその固定体に対して相対移動する物体を検出することもできる。また、超音波センサＵＳと、その制御手段１０とを切り離して、超音波センサＵＳのみを移動体や固定体に搭載し、これらを、遠隔配置した制御手段１０によってリモートコントロールするようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態において障害物Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３として孤立した物体を図示して説明したが、障害物検出装置１は、広がりを有する面状の物体からなる障害物の検出にも用いることができる。一般に、超音波は、鏡による光の反射のように、入射角と同じ反射角の方向に強く反射されると考えられる。このような場合においても、互いに離間して配置した複数の超音波センサＵＳを備えた障害物検出装置１は、鏡面反射した超音波をいずれかの超音波センサＵＳによって受波することができ、障害物をより確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る障害物検出装置のブロック構成図。
【図２】同上障害物検出装置を搭載した車両の斜視図。
【図３】（ａ）（ｂ）は同上障害物検出装置の超音波センサの超音波検知範囲を説明する斜視図。
【図４】同上障害物検出装置の超音波センサの超音波検知範囲を説明する平面図。
【図５】同上障害物検出装置による障害物検出を示す平面図。
【図６】同上障害物検出装置における超音波センサの検出信号の例を示す図。
【図７】同上障害物検出装置による障害物の位置決定を説明する平面図。
【図８】同上障害物検出装置に用いられる一般的な楕円図形の説明図。
【図９】（ａ）は第２の実施形態に係る障害物検出装置による障害物検出を示す平面図、（ｂ）は（ａ）における超音波の伝播経路を示す平面図。
【図１０】同上障害物検出装置による障害物の位置決定を説明する平面図。
【図１１】（ａ）は第３の実施形態に係る障害物検出装置による障害物検出を示す平面図、（ｂ）は（ａ）における超音波の伝播経路を示す平面図。
【図１２】同上障害物検出装置による障害物の位置決定を説明する平面図。
【図１３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は第４の実施形態に係る障害物検出装置における車両前面に配置した超音波センサの動作組合せを説明する車両前面図。
【図１４】（ａ）（ｂ）は第５の実施形態に係る障害物検出装置の超音波センサの配置した様子を示す車両前面図。
【図１５】第６の実施形態に係る障害物検出装置における超音波センサの配置を示す平面図。
【符号の説明】
【００５７】
１    障害物検出装置
２    送受信切替手段
６    超音波検知角度範囲
７    中心線
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３    障害物
ＵＳ，ＵＳ１，ＵＳ２    超音波センサ
【図１】
2008039497.tif 000003
【図５】
2008039497.tif 000004
【図６】
2008039497.tif 000005
【図７】
2008039497.tif 000006
【図８】
2008039497.tif 000007
【図９】
2008039497.tif 000008
【図１０】
2008039497.tif 000009
【図１１】
2008039497.tif 000010
【図１２】
2008039497.tif 000011
【図１３】
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【図１５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１４】
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