(57)【要約】障害物検知装置は、所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部（１１）と、障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部（１２）と、距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、各方位に放射されたビームの放射角度範囲内において２次元的に展開された図形を障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して出力する障害物画像作成部（１４）と、障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部（１５）とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置であって、
所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部と、
前記障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、各方位に放射されたビームの放射角度範囲内において２次元的に展開された図形を障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して出力する障害物画像作成部と、
前記障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部とを備える、障害物検知装置。
【請求項２】
前記距離算出部は、前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、前記ビームの放射点から見たときの平均距離を算出する、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記距離算出部は、
前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、
前記閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、前記ビームが放射されてから当該検出された開始時刻および終了時刻を単純平均した時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む、請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記距離算出部は、前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、前記ビームの放射点から見たときの最短距離を算出することを特徴とする、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記距離算出部は、
前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、
前記閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、前記ビームが放射されてから当該検出された開始時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む、請求項４に記載の障害物検知装置。
【請求項６】
前記障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし前記距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径とする円弧図形を前記障害物画像として作成することを特徴とする、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項７】
前記障害物画像作成部は、各方位について作成した前記障害物画像としての円弧図形の線の太さを、前記距離算出部によって算出された距離に応じて変化させることを特徴とする、請求項６に記載の障害物検知装置。
【請求項８】
前記障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし前記距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径として描かれる円弧軌跡を少なくとも包含し、かつ面積を有する図形を前記障害物画像として作成することを特徴とする、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項９】
前記障害物画像作成部が作成する障害物画像は、長軸側の両端点が、それぞれ前記円弧軌跡の両端点と一致している楕円図形であることを特徴とする、請求項８に記載の障害物検知装置。
【請求項１０】
前記障害物画像作成部は、各方位について作成した前記障害物画像としての図形全体の明度を、前記距離算出部によって算出された距離に応じて変化させることを特徴とする、請求項８に記載の障害物検知装置。
【請求項１１】
前記障害物画像作成部は、さらに、各方位について作成した前記面積を有する図形を基準図形として扱い、互いに方位が隣り合う当該基準図形が包含する前記円弧軌跡の一方の端点同士を接続する線分と、他方の端点を接続する線分とで全基準図形を方位の順に接続した全体図形を障害物画像とし、
ビームの放射点からの距離に基づいて当該全体図形の内部を分割し、当該分割した各部分の明度を段階的に変化させた画像データを作成することを特徴とする、請求項８に記載の障害物検知装置。
【請求項１２】
前記障害物画像作成部は、さらに、各方位に放射されたビームの放射角度範囲の中心方位において、ビームの放射点から前記距離算出部で算出された各方位についての距離だけ離れた点を、各方位についての障害物の代表位置として扱い、当該基準位置を方位の順に線分で接続した折れ線の画像データを作成することを特徴とする、請求項６に記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、障害物検知装置に関し、より特定的には、車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置に関する。
【背景技術】  従来の障害物検知装置（以下、第１の障害物検知装置と称する）としては、所定の角度範囲内の障害物を検知するレーダを用いて、隣接車線の他車両および車両後方の障害物を検知するものがある。第１の障害物検知装置は、障害物を検知すると、障害物を検知した方位を示す表示ランプを点灯し、障害物までの距離を数字で表示する。
また、他の障害物検知装置（以下、第２の障害物検知装置と称する）としては、レーダを用いて自車両周囲の障害物を検知し、検知した障害物の形状を表す画像を表示するものがある。第２の障害物検知装置は、レーザレーダを用いて正確に検知した障害物の位置を点データとして蓄積し、蓄積した点データに基づいて障害物の外形を表す線図を描画することにより、自車両周囲の地図を作成する。
しかしながら、第１の障害物検知装置は、方位を示すランプの点灯と距離を示す数値とで障害物の位置を表すため、運転者が自車両と障害物の位置関係を直感的に把握することは困難である。
また、第２の障害物検知装置は、検知した障害物の外形を線図で表した地図を表示するので、運転者は自車両と障害物の位置関係を容易に把握できる。しかしながら、第２の障害物検知装置は障害物の位置を点として検知するため、ビーム広がり角が非常に狭いレーザレーダを備えており、一般にレーザレーダは高価なため装置全体のコストが非常に高価になってしまう。
そこで、比較的安価な、超音波レーダまたは電波レーダを用いることが考えられる。しかし、超音波または電波のビームの広がり角を狭くするためには、超音波を放射するホーンまたは電波を放射するアンテナを非常に大きくする必要があり、車両に大きな設置スペースを確保しなければならないという問題が生じる。つまり、ビームの種類がレーザ、音波および電波のいずれの場合でも、コストまたは設置性の問題があるため、広がり角が非常に狭いビームを放射するレーダを障害物検知装置に用いることは現実的ではない。
それ故に、本発明は、ビーム広がり角が比較的広いレーダを用いて障害物を検知する場合でも、自車両と障害物との位置関係を運転者にとって直感的に把握し易く表示する障害物検知装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
上記目的を達成するために、本発明の第１の局面は、車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置であって、所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部と、障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部と、距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、各方位に放射されたビームの放射角度範囲内において２次元的に展開された図形を障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して出力する障害物画像作成部と、障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部とを備える。
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、ビームの放射点から見たときの平均距離を算出する。
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、ビームが放射されてから当該検出された開始時刻および終了時刻を単純平均した時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む。
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、ビームの放射点から見たときの最短距離を算出する。
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、ビームが放射されてから当該検出された開始時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む。
また、障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径とする円弧図形を障害物画像として作成する。
また、障害物画像作成部は、各方位について作成した障害物画像としての円弧図形の線の太さを、距離算出部によって算出された距離に応じて変化させる。
また、障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径として描かれる円弧軌跡を少なくとも包含し、かつ面積を有する図形を障害物画像として作成する。
また、障害物画像作成部が作成する障害物画像は例示的には、長軸側の両端点が、それぞれ円弧軌跡の両端点と一致している楕円図形である。
また、障害物画像作成部は具体的には、各方位について作成した障害物画像としての図形全体の明度を、距離算出部によって算出された距離に応じて変化させる。
また、障害物画像作成部は、さらに、各方位について作成した面積を有する図形を基準図形として扱い、互いに方位が隣り合う当該基準図形が包含する円弧軌跡の一方の端点同士を接続する線分と、他方の端点を接続する線分とで全基準図形を方位の順に接続した全体図形を障害物画像とし、ビームの放射点からの距離に基づいて当該全体図形の内部を分割し、当該分割した各部分の明度を段階的に変化させた画像データを作成する。
また、障害物画像作成部は、さらに、各方位に放射されたビームの放射角度範囲の中心方位において、ビームの放射点から距離算出部で算出された各方位についての距離だけ離れた点を、各方位についての障害物の代表位置として扱い、当該基準位置を方位の順に線分で接続した折れ線の画像データを作成する。
上記第１の局面によれば、障害物検知装置は、ビームを放射した方位と、各方位について算出した車両から障害物までの代表距離とに基づいて、ビームの放射点を基準として検知した障害物の自車両に対する相対的な位置を表示するための画像を作成するため、運転者にとって直感的に把握し易く自車両と障害物との位置関係を表示することができる。また、障害物の位置を表す障害物画像は、各方位のビームの放射角度範囲として表示されるので、障害物が存在する角度範囲を運転者に対して分かり易く表示できる。
また、本発明の他の局面は、車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置であって、所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部と、障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部と、各ビームが放射された方位と距離算出部で算出された距離とに基づいて検知された障害物の位置を算出する障害物データ算出部と、検知しようとする障害物の形状を表す形状データを予め入力し、当該形状データと障害物データ算出部によって算出された障害物データとを比較することにより、検知しようとする障害物の自車両に対する位置および角度を算出する形状データマッチング部と、検知しようとする障害物の形状データと形状データマッチング部によって算出された位置および角度とに基づいて、検知しようとする障害物の形状の位置および角度を変更した目的障害物画像を作成し、当該目的障害物画像を表示するための画像データを生成する障害物画像作成部と、障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部とを備える。
また、障害物画像作成部は、さらに、距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、それぞれの方位においてビームの放射角度範囲内の全域にわたって２次元的に展開された図形を検知障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して、目的障害物画像の画像データとともに出力し、
表示部は、障害物画像作成部によって作成された目的障害物画像の画像データおよび検知障害物画像の画像データを受け取り、当該目的障害物画像と当該検知障害物画像とを重畳して表示する。
上記他の局面によれば、障害物検知装置は、検知しようとする障害物の形状を表す形状データを予め入力しておき、障害物検知手段で検知した障害物の位置と合致するように、障害物と自車両との相対的な位置関係を表す画像を表示するため、運転者は、障害物全体と自車両との位置関係を容易に把握できる。
本発明の上記およびその他の目的、特徴、局面および利点は、以下に述べる本発明の詳細な説明を添付の図面とともに理解したとき、より明らかになる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施形態に係る障害物検知装置の構成を示すブロック図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る障害物検知装置が放射するビームの模式図である。
図３は、本発明の第１ないし第４の実施形態に係る障害物検知装置の動作を示すフローチャートである。
図４は、本発明の第１の実施形態において距離算出部が算出する距離データを説明するための模式図である。
図５Ａ−同図Ｃは、本発明の第１の実施形態において障害物検知部が送受信する送信信号および受信信号を例示する模式図である。
図６は、本発明の第１の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャートである。
図７は、本発明の第１の実施形態において障害物画像作成部が障害物画像を作成するときの動作を説明するための図である。
図８は、本発明の第１の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０８の動作を示すフローチャートである。
図９Ａおよび同図Ｂは、本発明の第１の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する模式図である。
図１０Ａおよび同図Ｂは、本発明の第１の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す模式図である。
図１１は、本発明の第２の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャートである。
図１２Ａおよび同図Ｂは、本発明の第２の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する模式図である。
図１３Ａおよび同図Ｂは、本発明の第２の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す模式図である。
図１４は、本発明の第３の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャートである。
図１５は、本発明の第３の実施形態において障害物画像作成部が障害物画像を作成するときの動作を説明するための図である。
図１６Ａおよび同図Ｂは、本発明の第３の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する模式図である。
図１７Ａおよび同図Ｂは、本発明の第３の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す模式図である。
図１８は、本発明の第４の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャートである。
図１９Ａおよび同図Ｂは、本発明の第４の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する模式図である。
図２０Ａおよび同図Ｂは、本発明の第４の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す模式図である。
図２１は、本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置の構成を示すブロック図である。
図２２は、本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置が形状データを設定するときの動作を示すフローチャートである。
図２３は、本発明の第５の実施形態において表示部に表示される形状データ番号設定画面の例である。
図２４Ａおよび同図Ｂは、本発明の第５の実施形態において表示部に表示される駐車場タイプ選択画面および駐車場寸法設定画面を例示する模式図である。
図２５Ａ−同図Ｈは、本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する模式図である。
図２６は、本発明の第５の実施形態において形状データとして記憶される形状点および形状ベクトルを示す図である。
図２７は、本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置の動作を示すフローチャートである。
図２８は、本発明の第４の実施形態における図２７のサブルーチンステップＳ７０７の動作を示すフローチャートである。
図２９は、本発明の第５の実施形態における障害物検知点を示す図である。
図３０は、本発明の第５の実施形態における障害物検知点および補間点を示す模式図である。
図３１Ａおよび同図Ｂは、本発明の第５の実施形態における形状ベクトルおよび障害物ベクトルを例示する模式図である。
図３２Ａ−同図Ｄは、本発明の第５の実施形態における回転させた形状ベクトルを例示する模式図である。
図３３は、本発明の第５の実施形態において検出された最高整合方位形状点を例示する図である。
図３４は、本発明の第５の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する図である。
【発明を実施するための最良の形態】（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の構成を示すブロック図である。図１において、障害物検知装置は、典型的には車両に搭載され、障害物検知部１１、距離算出部１２、制御部１３、障害物画像作成部１４、表示部１５、および入力部１６を備える。
障害物検知部１１は、車両周囲の障害物を検知する電波レーダ装置として構成されており、障害物を検知したい方向に合わせて、例えば、車両の前部、側部および後部から選ばれた１箇所または複数箇所に設置される。障害物検知部１１は、所定の広がり角を有するビームを、方位を変えながら複数回放射し、ビームを放射するたびに、各ビームの照射範囲内に存在する障害物によって反射されたビームの反射波を受信する。なお、本実施形態において、障害物検知部１１は、電波レーダであることとしたが、電波レーダのみに限定されるものではなく、例えば超音波レーダまたはレーザレーダであってもよい。
障害物検知部１１は、送信部１１１、受信部１１２およびアンテナ１１３を含む。送信部１１１は、送信信号を生成し、当該送信信号をアンテナ１１３へ出力するとともに、送信信号の一部を距離算出部１２へ出力する。アンテナ１１３は、所定の広がり角のビームを放射し、当該ビームが障害物によって反射された反射波の受信信号を受信する。受信部１１２は、増幅器および検波器などを含み、アンテナ１１３が受信した受信信号を出力する。
アンテナ１１３は、例えばアレイアンテナである。アレイアンテナは、同一平面状に並んだ複数のアンテナ素子と、それぞれ対応するアンテナ素子へ送信信号を給電するアンテナ素子と同数の位相子とで構成され、各位相子からそれぞれ対応するアンテナ素子へ給電される信号の振幅および位相を制御することにより所望の方位にビームを放射する。なお、アンテナ１１３は、送信用および受信用の別々のアンテナ素子を有することとしてもよいし、送受切換器またはサーキュレータなどを用いて同一のアンテナ素子を送信および受信に用いることとしてもよい。
次に、図２を参照して、障害物検知部１１が放射するビームについて、より具体的に説明する。図２には、障害物検知部１１が放射する１つのビームが例示されている。図２において、車両Ｖの後端部中央には、障害物検知部１１のアンテナ１１３が設置されている。ビームＢＭは、車両の中心線ＣＬ（１点鎖線を参照）に対してアンテナ１１３から所定の角度θをなす線分ＬＳで表される方位に放射されている。ビームＢＭは、線分ＬＳを中心とする所定の角度αの範囲内に放射される。
本実施形態において、ビームが放射される方位は、車両の中心線ＣＬを０°に規定し、車両の左側をマイナス側、車両の右側をプラス側として、アンテナ１１３から見て、車両の中心線ＣＬに対してなす角度で表す。例えば、図２における線分ＬＳで表される方位は、−θである。障害物検知部１１は、方位を変更しながらビームＢＭを複数回放射することにより、所定の角度範囲内にビームを放射する。
距離算出部１２は、送信部１１１から出力された送信信号と受信部１１２から出力された受信信号とに基づいて、アンテナ１１３から障害物までの距離を算出し、距離データとして出力する。制御部１３は、ビームを放射する方位を表す方位データを送信部１１１へ出力し、当該方位データに基づいてビームが放射された後に距離算出部１２から出力された距離データを当該方位データと共に蓄積する。
障害物画像作成部１４は、制御部１３が蓄積している方位データと距離データとに基づいて、少なくとも検知した障害物の位置を表す障害物画像を作成する。表示部１５は、例えば車両のコンソールに設置されたＬＣＤのようなディスプレイであり、障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像を表示する。入力部１６は、例えば運転者によって操作されるセレクタスイッチまたはキーボードであり、例えば、障害物検知装置のオン／オフの切り替えに用いられる。
次に、図３を参照して、本障害物検知装置の動作を説明する。図３は、本障害物検知装置全体の動作を示すフローチャートである。本障害物検知装置が車両周囲のスキャンを開始すると、制御部１３は、ビームを放射する方位を示す方位データを送信部１１１へ出力すると共に、ビームの放射回数を示すカウンタをインクリメントする（ステップＳ１０１）。
送信部１１１は、制御部１３から方位データが出力されると、当該方位データが示す方位にビームを放射するための方位制御信号と送信信号とをアンテナ１１３へ出力することによりビームを放射すると共に、当該送信信号を距離算出部１２へ出力する（ステップＳ１０２）。受信部１１２は、ステップＳ３０２において放射されたビームの反射波を受信して、受信信号を距離算出部１２へ出力する（ステップＳ１０３）。
次に、図４および図５のそれぞれを参照してステップＳ１０２およびＳ１０３における障害物検知装置の動作を具体的に説明する。図４は、車両Ｖが駐車スペースＰＬに駐車するために後退しようとしている状態を車両の上方から見た図である。障害物ＳＣは、駐車スペースＰＬの三方を取り囲む構造物である。車両Ｖの後部には障害物検知部１１のアンテナ１１３が設置されている。ビームＢＭは、アンテナ１１３から放射される１つのビームであり、車両の上方から見て略１６°のビーム広がり角を有する。ビームＢＭが放射される方位は、放射されるたびに略６°ずつ変更され、１回のスキャンで１０回放射される。
アンテナ１１３から放射された１つのビームＢＭは、２本の点線ＤＬで挟まれた範囲内を広がりながら進んでいき、太線で示された壁面ＷＬに照射される。ビームＢＭは壁面ＷＬで反射され、受信部１１２は、壁面ＷＬのさまざまな箇所からの反射波が一体となった受信信号を受信する。
次に、距離算出部１２は、送信信号および受信信号に基づいてアンテナから障害物までの距離を算出する（ステップＳ１０４）。図５Ａ及び同図Ｂを参照して、距離算出部１２がアンテナ１１３から障害物までの距離を算出するときの動作を具体的に説明する。図５Ａおよび同図Ｂのそれぞれには、１つのパルスビームが送信信号ＰＢ１として、さらに、送信信号ＰＢ１が障害物ＳＣによって反射された反射波が受信信号ＰＢ２として示されている。
図５Ａには、送信信号ＰＢ１と同じくはっきりとした矩形の理想的な受信信号ＰＢ２が示されている。送信信号ＰＢ１がアンテナ１１３から放射された時刻Ｔ０と受信信号ＰＢ２がアンテナ１１３によって受信された時刻Ｔ１との差分である時間τは、ビームおよびその反射波である電波がアンテナ１１３と障害物ＳＣとの間を往復するために要した時間である。このとき、アンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離Ｄは、次式（１）で与えられる。
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上式（１）において、ｃは光速である。
しかし実際には、図４に例示したように、ビームが照射される障害物ＳＣの部分によってアンテナ１１３からの距離が異なる場合には、障害物ＳＣの各部で反射された反射波がアンテナに到達する時刻がずれるため、受信信号は時間方向に分散した波形になってしまう。また、受信部１１２は、反射波だけでなくノイズも拾ってしまう。このため、受信信号は、はっきりとした矩形ではなく、図５Ｂに示すような、崩れた波形を有する受信信号ＰＢ３のようになる。このような受信信号ＰＢ３では時間τの特定が困難であり、したがって正確な距離Ｄが算出することが難しくなる。
そこで、受信信号をノイズと区別するため、反射波の振幅に関して所定の閾値を設けておき、距離算出部１２は、受信信号の振幅がその閾値を超えている時刻帯の平均値を算出する。より具体的には、距離算出部１２は、受信信号ＰＢ３が閾値を超えた時刻Ｔ２と、その後受信信号ＰＢ３の振幅が閾値を下回った時刻Ｔ３とを検出し、時刻Ｔ２および時刻Ｔ３の平均値と時刻Ｔ０との差分である時間τを求める。このように求めた時間τに基づいて上記の式（１）を用いることにより、アンテナ１１３から検知した障害物ＳＣまでの距離が算出される。
再び図４を参照して、上記のように距離算出部１２で算出されたアンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離について具体的に説明する。アンテナ１１３から放射されたビームＢＭは、その照射範囲内の壁面ＷＬのあらゆる箇所で反射されるため、壁面ＷＬのうちアンテナ１１３に最も近い部分から最も遠い部分までのさまざまな箇所からの反射波が一体となって受信される。このような反射波の受信信号に基づいて上記のように算出された距離Ｄは、アンテナ１１３から壁面ＷＬの最も近い部分までの距離および最も遠い部分までの距離の平均値になる。図４に示された円弧ＲＣは、上記のように算出した距離Ｄを、アンテナ１１３を中心として上記のように算出した距離Ｄを半径とする円周のうち、ビームＢＭが照射された角度範囲の円弧ＲＣで表したものである。
このようにビームＢＭを放射した各方位ごとに障害物ＳＣまでの距離を算出することによって、車両の周囲に存在する障害物ＳＣの位置が検知される。なお、ビームの広がり角が狭いほど、検知した障害物ＳＣが存在しうる角度範囲ＲＣが限定されるため、障害物ＳＣの位置をより正確に特定できる。一方、ビームＢＭの広がり角が広い程、検知できる障害物ＳＣの位置はより大まかなものになる。また、ビームＢＭの広がり角が一定でも、アンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離が短いほど、ビームＢＭの照射範囲は狭くなる。よってアンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離が短いほど、障害物ＳＣの位置をより正確に検知することが可能である。一方、アンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離が長いほど、検知できる障害物ＳＣの位置はより大まかなものになる。
なお、受信信号を検出するための閾値は、予め設定されている必要がある。しかし、実際に車両が走行している間には、あらゆる物体が障害物ＳＣになり得る上に、物体の材質や形状により電波の反射率が異なるため、現実的には、障害物ＳＣとして検知したい物体をある程度特定しておき、その中で最も反射率の低いものを検知できるような振幅値が閾値として設定されていることが好ましい。
次に、制御部１３は、ビームを放射した方位を示す方位データと距離算出部１２によって算出された距離データとを蓄積する（ステップＳ１０５）。制御部１３は、ビームの放射回数が１回のスキャンにおいてビームを放射すべき所定の数（本実施形態では例示的に１０とする）に達したか否かにより、スキャンが完了したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。制御部１３が１回のスキャンがまだ完了していないと判断した場合は、ステップＳ１０１へ戻り、スキャンを続ける。一方、１回のスキャンが完了したと判断した場合は、制御部１３はステップＳ１０７へ進む。
障害物画像作成部１４は、制御部１３が蓄積している方位データおよび距離データに基づいて、障害物の位置を表示するための障害物画像を作成する（ステップＳ１０７）。
次に、図６および図７を参照して、ステップＳ１０７における障害物画像作成部１４の動作について具体的に説明する。図６は、ステップＳ１０７における障害物画像作成部１４のサブルーチン処理を示したフローチャートである。図７には、ステップＳ１０７で作成される障害物画像が示されている。障害物画像作成部１４は、まず、自車両を上空から投影した車両投影画像ＩＶを描画する（ステップＳ２０１）。このとき、実際の車両におけるアンテナ１１３の設置箇所と同じ位置に規定された車両投影画像ＩＶのアンテナの位置ＰＡＴを原点とする座標を規定しておく。
次に、障害物画像作成部１４は、制御部１３に蓄積されている１０組みの方位データおよび距離データそれぞれに基づいて、少なくとも１本の障害物存在ラインＬＳＣを描画する（ステップＳ２０２）。障害物存在ラインＬＳＣは、本実施形態における障害物画像の一例であり、例えば図４に示された円弧ＲＣに相当し、放射されたビームＢＭの照射方位ごとに検知された障害物の位置を示す。より具体的には、障害物画像作成部１４は、各方位データおよびそれに対応する距離データについて、方位データによって示される方位を中心とする略１６°の角度範囲内に、アンテナの位置ＰＡＴ（つまり原点）を中心として距離データを半径とする円弧をそれぞれ描画する。例えば、図７に示された障害物存在位置ラインＬＳＣは、方位データがθ１で距離データがＤ１であるときの障害物存在ラインである。上記ステップＳ２０２の後、処理は、次のサブルーチンステップＳ１０８（図３を参照）に進む。
ステップＳ１０８において、障害物画像作成部１４は、検知した障害物の形状を表す線分を描画する。図８は、ステップＳ１０８のサブルーチン処理を示したフローチャートである。障害物画像作成部１４は、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて、検知した障害物の位置を表す点（以下、障害物検知点と称する）ＰＳＣの座標を算出する（ステップＳ３０１）。例えば、図７に例示された点ＰＳＣは、方位データおよび距離データがそれぞれθ１およびＤ１である障害物の障害物検知点であり、この場合、点ＰＳＣの座標は、（ｘ，ｙ）＝（Ｄ１ｓｉｎθ１，Ｄ１ｃｏｓθ１）となる。障害物画像作成部１４は、ステップＳ３０１で算出した各障害物検知点ＰＳＣの座標を、順に接続した折れ線ＣＬを描画する（ステップＳ３０２）。上記ステップＳ３０２の処理の後、障害物検知装置の動作は、図３に示すメインルーチンに戻る。
再び図３を参照する。表示部１５は、ステップＳ１０７において障害物画像作成部１４が作成した障害物画像を運転者に対して表示する（ステップＳ１０９）。制御部１３は、障害物検知装置のシステムがオンになっているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。障害物検知装置システムのオン／オフは、例えば、運転者の操作により、入力部１６に備わるセレクタスイッチによって入力される。上記判断がＹｅｓの場合は、制御部１３は、ビームを放射した回数のカウンタをリセットし（ステップＳ１１１）、処理はステップＳ１０１へ戻り、再度障害物のスキャンを開始する。一方、上記判断がＮｏの場合は、障害物検知装置の動作を終了する。
図９Ａ、同図９Ｂ、図１０Ａおよび同図１０Ｂには、図４における車両Ｖが駐車スペースＰＬ内に移動するまでの障害物画像が段階的に示されている。なお、これらの図には、相互の比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これらの障害物画像からわかるように、車両の移動に伴って障害物までの距離が短くなるほど、ビームの照射範囲がより限定されるため、障害物存在ライン（円弧）が短くなり、より正確に障害物の位置が描画される。また、運転者は、各障害物存在ラインＬＳＣ上の中央の点を結んだ折れ線ＣＬを参考にして障害物の形状を把握する。なお、各図には、便宜上、１本の障害物存在ラインにのみ参照符号としてのＬＳＣを付けている。
以上のように、本障害物検知装置は、障害物が存在する位置を各ビームの照射範囲における車両からの距離で示した障害物存在ラインＬＳＣを描画することにより、障害物が存在する可能性の高い範囲を表示する。また、各ビームの照射角度範囲ごとに検知した障害物の代表位置を表す点を結んだ線分を描画することにより、本障害物検知装置は障害物の形状を表示する。これにより、ビーム広がり角が比較的大きいレーダを用いる場合でも、運転者は車両周囲の障害物の位置および形状を容易に把握できる。
なお、本実施形態において距離算出部１２は、受信信号の振幅が所定の閾値を超えている時刻帯の平均値と、ビームが放射された時刻との差分を時間τとして、障害物までの距離を算出した。これに代えて、図５Ｃに示すように、受信信号の振幅がはじめて所定の閾値を超えた時刻Ｔ２と、送信信号に基づいてビームが放射された時刻Ｔ０との差分を時刻τとして、障害物までの距離を算出することとしてもよい。このように算出された距離は、各ビームの照射範囲内に存在する障害物のうち、車両に最も短い障害物までの距離であり、障害物画像に描画される障害物存在ラインは、各ビームの照射範囲内において検知した障害物が存在しうる最も車両に近い位置を示す。このため、運転者が、障害物画像の車両投影画像ＩＶと障害物存在ラインＬＳＣとが接触しないように運転操作を行うことにより、車両の障害物への接触を防止できる。
また、本障害物検知装置の障害物検知部１１は、アレイアンテナを用いて電気的にビームを放射する方位を変更することとしたが、所定の１方向にビームを放射するアンテナの方位を機械的に変化させて、放射するビームの方位を変更することとしてもよい。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。本実施形態に係る障害物検知装置は、レーダから障害物までの距離が短いほど障害物画像における障害物存在ラインをより太い線で描画することを特徴とする。このような特徴に起因して、本障害物検知装置に備わる障害物画像作成部１４は、前述の第１の実施形態のそれと比較して相違する処理を行う。
次に、図１１を参照して、障害物画像作成部１４の動作について、第１の実施形態との相違点を説明する。図１１は、本障害物画像作成部１４の動作を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、第１の実施形態に係るフローチャート（図６を参照）のステップＳ１０２の処理をステップＳ４０３に置換し、ステップＳ４０２の処理を追加したものである。それ故、図１１に示すステップのうち、図３と同じステップについては説明を省略する。
障害物画像作成部１４は、制御部１３に蓄積されている１０個の距離データそれぞれについて、車両からの距離を所定の数の段階で表した距離レベルを決定する（ステップＳ４０２）。
距離レベルを決定する方法としては、例えば以下のような方法が考えられる。距離レベルの数は、距離が短い方から順にレベル１、レベル２、レベル３およびレベル４の４段階とする。制御部１３に蓄積された１０個の距離データの最大値および最小値をそれぞれＤｍａｘおよびＤｍｉｎとし、ΔＤ＝（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）÷４とするとき、ｉ番目の距離データＤｉについての距離レベルは、次の条件式（２）〜（５）のうちいずれの式を満たすかにより決定される。
2004083889.tif 000004
ここで、距離データＤｉが、式（２）を満たすならば距離レベルをレベル１とし、式（３）を満たすならば距離レベルをレベル２とし、式（４）を満たすならば距離レベルをレベル３とし、式（５）を満たすならば距離レベルをレベル４とする。
障害物画像作成部１４は、各距離データについてステップＳ４０２において決定した距離レベルに応じて線の太さを変えて、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて第１の実施形態と同様に障害物存在ラインを描画する（ステップＳ４０３）。例えば、レベル１、レベル２、レベル３、およびレベル４の各距離レベルについて、描画する線の太さをそれぞれ１．０ｍｍ、０．７ｍｍ、０．４ｍｍ、および０．２ｍｍに予め規定しておき、各距離レベルに対応する線の太さで障害物存在ラインをそれぞれ、障害物画像作成部１４は描画する。
図１２Ａ、同図Ｂ、図１３Ａおよび同図Ｂには、本障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像が例示されている。なお、これらの図には、相互の比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これら障害物画像は、第１の実施形態における障害物画像と比較すると、車両からの距離が短い障害物ほど、障害物存在位置ラインをより太い線で描画したものである。これらの図から、車両からの距離が短い障害物存在ラインＬＳＣほど、障害物存在ライン（円弧）の線の太さが太くなるように変更されており、障害物存在ラインＬＳＣが相対的に強調して表示されていることが分かる。
第１の実施形態では、障害物画像における全ての障害物存在ラインが同じ太さで描画されていた。これに対して、本障害物検知装置では、車両からの距離が短い障害物存在ラインＬＳＣほど太い線で描画される。つまり、車両に近い障害物ほど障害物の位置を示す障害物存在ラインＬＳＣが強調して描画されるため、運転者がより注意すべき障害物の位置を把握することが容易になる。
なお、本実施形態において、障害物検知装置は、受信信号の振幅がある閾値を超える区間の開始時刻と終了時刻を検出し、その２つの中間の時刻に基づいて算出される距離を障害物と自車両との間の代表距離とする、あるいは、受信信号の振幅がある閾値を超える区間の開始時刻を検出し、それに基づいて算出される距離を障害物と自車両との間の代表距離とした。しかし、代表距離の算出は、これに限ったことではなく、例えば、いわゆるアンダーサンプリング方式を用いてもよい。アンダーサンプリング方式とは、複数のパルス繰返し周期の間は自車両と障害物との相対速度に比べて十分微小であり、その間は自車両と障害物との距離に変化がないという仮定のもとに成り立つ受信信号の検出方法である。微小時間だけ徐々にずらした受信信号と送信信号のコピーとの相関をとっていき、その相関波形の振幅が大きく、相関があると判断したときに、そのときのずらした微小時間の情報が分かっていれば、障害物検知装置は、それにもとづいて算出した距離を障害物と自車両との代表距離とする。
この方法によれば、本実施形態で説明した代表距離の算出に必要とされる高速Ａ／Ｄ変換器が不要であり、より簡単なハードウェア構成で代表距離を算出することが可能となる。
なお、本実施形態では、車両からの距離に基づいて車両障害物存在ラインＬＳＣの線の太さを変更することとしたが、これに代えて、障害物存在ラインＬＳＣの色彩を変えることとしてもよい。これにより、障害物存在ラインＬＳＣの線の太さを変化させるときと同様に、障害物検知装置は、車両からの距離が短いほど障害物存在ラインＬＳＣをより強調して表示することができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。第２の実施形態に係る障害物検知装置は、検知した障害物の位置を、車両からの距離に応じて線の太さを変えた円弧で表していた。これに対して、本障害物検知装置は、検知した障害物の位置を、面積を有する図形（以下、障害物存在エリアと称する）ＡＳＣで表し、車両からの距離に応じて当該図形の明度を変更することを特徴とする。このような特徴のため、本障害物検知装置に備わる障害物画像作成部１４は、前述の第２の実施形態と相違する処理を行う。
次に、図１４を参照して、本障害物画像作成部１４の処理について、第２の実施形態との相違点を説明する。図１４は、本障害物画像作成部１４の動作を示すフローチャートである。図１４に示されたフローチャートは、第２の実施形態に係るフローチャート（図１１を参照）のステップＳ４０３の処理を、ステップＳ５０３およびステップＳ５０４の処理に置換したものである。それ故、図１４に示すステップのうち、図１１と同じステップについては説明を省略する。
障害物画像作成部１４は、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて、障害物存在エリアＡＳＣを描画する（ステップＳ５０３）。以下、図１５を参照してステップＳ５０３における障害物画像作成部１４の動作を具体的に説明する。図１５には、ステップＳ５０３において描画される１つの障害物存在エリアＡＳＣが示されている。図１５に例示された障害物存在エリアＡＳＣは、方位データθ１および距離データＤ１に基づいて描画されたものであり、その長軸が当該方位に放射されたビームの照射範囲と一致すような楕円形である。図１５に示された点Ｈはアンテナの位置であり、点Ｉ、点Ｊおよび点Ｋは、それぞれ、障害物存在エリアＡＳＣである楕円形の長軸の両端の２点および障害物存在エリアＡＳＣの中心点である。なお、障害物存在エリアＡＳＣは、図７における障害物存在ラインＬＳＣに対応するものであり、点Ｉおよび点Ｊは障害物存在ラインＬＳＣの両端と一致する。
障害物画像作成部１４は、方位データと距離データとに基づいて、楕円形の長軸の長さおよび楕円形の中心点の座標を算出する。図１５において、楕円形の長軸ＩＪは、アンテナからの距離が共にＤ１であり、方位が略１６°だけ異なる２点を結ぶ線分なので、長さＤ１の２つの辺によってはさまれる内角が略１６°である二等辺三角形の他の１辺の長さに相当する。ここで、点Ｋは、辺ＩＪの中点なので、三角形△ＨＩＫおよび△ＨＪＫは斜辺の長さがＤ１であり、内角の１つが略８°の直角三角形である。ゆえに辺ＩＫおよび辺ＪＫの長さは、ともにＤ１ｓｉｎ８°であり、求める長軸ＩＪの長さは、２Ｄ１ｓｉｎ８°となる。
また、楕円の中心点Ｋの座標は、以下の方法で求められる。図１５における三角形△ＨＩＫは、斜辺ＨＩの長さがＤ１で内角∠ＩＨＫが略８°の直角三角形であるので、辺ＨＫの長さはＤ１ｃｏｓ８°となる。つまり、点Ｋは、アンテナから見た方位がθ１で、アンテナからの距離がＤ１ｃｏｓ８°の点であるので、楕円の中心点Ｋの座標は、（ｘ，ｙ）＝（Ｄ１ｃｏｓ８°ｓｉｎθ１，Ｄ１ｃｏｓ８°ｃｏｓθ１）となる。
障害物存在エリアの傾きは方位データθ１で与えられる角度θ１そのものである。障害物存在エリアＡｓｃである楕円の短軸の長さは、予め定められた一定の長さである。障害物画像作成部１４は、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて上記のように求めた楕円の長軸および短軸の長さ、中心点の座標、ならびに楕円の傾きに基づいて、各障害物存在エリアＡｓｃを描画する。
次に、障害物画像作成部１４は、ステップＳ５０３において描画した各障害物存在エリアＡｓｃの内部を、車両に近い障害物ほどより強調されるように明度を変えて塗りつぶす（ステップＳ５０４）。より具体的には、第２の実施形態と同様にステップＳ５０２において決定した各距離レベルに対応する明度を予め規定しておき、障害物画像作成部１４は、各障害物存在エリアＡｓｃの内部を、それぞれ対応する距離レベルに応じた明度で各障害物存在エリアＡｓｃの内部を塗りつぶす。
図１６Ａ、同図Ｂ、図１７Ａおよび同図Ｂには、本障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像が例示されている。なお、これらの図には、相互比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これらの障害物画像では、車両からの距離が短い障害物存在エリアＡｓｃほど強調されるように、明度を変えて障害物存在エリアＡｓｃの内部が塗りつぶされている。これらの障害物画像から、車両に近い障害物存在エリアＡｓｃほどより強調して描画されていることが分かる。また、車両が移動して、障害物までの距離が短くなるにしたがって、ビームの照射範囲がより限定されるため、障害物存在エリアＡｓｃである楕円の長軸が短くなり、より正確に障害物の位置が描画されている。
以上のように、本障害物検知装置は、車両に近い障害物ほど障害物の位置を示す障害物存在エリアＡｓｃが強調して描画されるため、運転者は、注意すべき障害物の位置を把握することが容易になる。
なお、本実施形態では、車両からの距離に応じて障害物存在エリアＡｓｃの内部の明度を変更したが、これに代えて、模様を変更することにより、実質的に明度を変更する場合と同様の視覚的効果を得ることとしてもよい。
また、本実施形態では、検知した障害物の位置を楕円形の障害物存在エリアＡｓｃで表すこととしたが、これに代えて、例えばひし形など他の図形を用いてもよい。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。前述の第３の実施形態に係る障害物検知装置は、検知した障害物の位置を、各ビームを放射した方位ごとに、１つの障害物存在エリアＡｓｃで表していた。これに対して、本障害物検知装置は、第３の実施形態の障害物画像における全障害物存在エリアＡｓｃを包含する１つの図形に変更し、その内部をレーダから距離が短い部分ほど強調して描画することを特徴とする。このような特徴に起因して、本障害物画像作成部１４は、前述の第３の実施形態のそれと相違する処理を行う。
次に、図１８を参照して、本障害物画像作成部１４の動作について、第２の実施形態との相違点を説明する。図１８は、本障害物画像作成部１４の動作を示すフローチャートである。図１８に示されたフローチャートは、第３の実施形態に係るフローチャート（図１４を参照）のステップＳ５０４の処理をステップＳ６０４およびステップＳ６０５の処理に置換したものである。それ故、図１８に示すステップのうち、図１４と同じステップについては説明を省略する。
障害物画像作成部１４は、方位が互いに隣り合う各障害物存在エリアＡｓｃの長軸の左端同士および右端同士をそれぞれ接続する線分を描画する（ステップＳ６０４）。例えば、図１５における障害物存在エリアＡｓｃの長軸の左端の点Ｉは、方位θ１−８°でアンテナからの距離Ｄ１の点であるので、その座標は、（ｘ，ｙ）＝（Ｄ１ｓｉｎ（θ１−８°），Ｄ１ｃｏｓ（θ１−８°））となる。同じく障害物存在エリアＡｓｃの長軸の右端の点Ｊは、方位（θ１＋８°）でアンテナからの距離Ｄ１の点であるので、その座標は（ｘ，ｙ）＝（Ｄ１ｓｉｎ（θ１＋８°），Ｄ１ｃｏｓ（θ１＋８°））となる。
次に、障害物画像作成部１４は、全障害物存在エリアおよびステップＳ６０４で描画した線分で囲まれる領域（以下、障害物存在ゾーンと称する）Ｚｓｃの内部を、アンテナ１１３からの距離が短いほど強調されるよう明度を変えて塗りつぶす（ステップＳ６０５）。
ステップＳ６０５における、障害物画像作成部１４が障害物存在ゾーンＺｓｃの内部をアンテナ１１３からの距離に応じて明度を変えて塗りつぶす動作を具体的に説明する。例えば、ｎ段階の異なる明度で障害物存在ゾーンＺｓｃの内部を塗りつぶす場合、障害物画像作成部１４は、障害物存在ゾーンＺｓｃの内部を、アンテナ１１３の位置を中心とする（ｎ−１）個の同心円で等間隔に分割し、分割された障害物存在ゾーンＺｓｃの各部分をアンテナ１１３からの距離に応じてｎ段階の明度で塗り分ける。
より具体的には、距離データの最大値および最小値をそれぞれＤｍａｘおよびＤｍｉｎとし、ΔＤ＝（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）÷ｎとしたとき、障害物存在ゾーンをｎ個に分割する（ｎ−１）個の同心円の半径Ｒｉは次式（６）で与えられる。
2004083889.tif 000005
障害物画像作成部１４は、障害物存在ゾーンＺｓｃの内部を、アンテナ１１３の位置を中心としＲｉを半径とする（ｎ−１）個の同心円で分割し、アンテナ１１３に近い部分から順に明度を変えて塗りつぶしていく。なお、障害物存在ゾーンＺｓｃを分割する同心円の円弧は描画されなくともよい。
図１９Ａ、同図Ｂ、図２０Ａおよび同図Ｂのそれぞれには、本障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像が例示されている。なお、これらの図には、相互比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これらの障害物画像では、４段階の明度のグラデーションで車両からの距離が近い障害物存在エリアほど、濃くなるように障害物存在エリアの内部が塗りつぶされている。これらの図から、障害物存在ゾーンＺｓｃのうち、車両に近い部分ほど濃い色で塗りつぶされ、強調されていることが分かる。また、レーダから障害物までの距離が短くなるにつれて、障害物存在ゾーンＺｓｃが小さくなり、正確に障害物の形状を検知していることが分かる。
以上のように、本障害物検知装置は、車両の周囲に存在する障害物の位置を、車両からの距離が短いほど内部の色を濃くして強調した障害物存在ゾーンＺｓｃとして描画するため、運転者は、注意すべき障害物の位置を把握することが容易になる。
なお、本実施形態において、障害物存在ゾーンＺｓｃは、前述の第３の実施形態における各障害物存在エリア（楕円）Ａｓｃの長軸の左端同士および右端同士をそれぞれ接続する線分を描画し、これらの線分と障害物存在エリアＡｓｃで囲まれる１つの図形であると説明した。しかし、これに限らず、隣り合う各障害物存在エリアＡｓｃの共に接する接線を描画し、これらの接線と障害物存在エリアＡｓｃで囲まれる１つの図形としてもよい。
また、第１ないし第４の実施形態では、各実施形態において障害物が存在する位置を示す障害物存在ラインＬｓｃ、障害物存在エリアＡｓｃ、または障害物存在ゾーンＺｓｃと、障害物の形状を示す折れ線とを同時に表示することとした。これに代えて、障害物が存在する位置を示す障害物存在ラインＬｓｃ、障害物存在エリアＡｓｃ、および障害物存在ゾーンＺｓｃのいずれかのみ、または障害物の形状を示す折れ線ＣＬのみを表示することとしてもよい。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。本障害物検知装置は、検知対象となる障害物の正確な形状を予め登録しておき、当該予め登録した障害物の形状と検知した障害物の位置とを比較することにより、検知しようとする障害物と自車両との位置関係を推測することを最初の特徴とする。本障害物検知装置はさらに、検知対象となる障害物の正確な形状を、自車両に対する位置関係と共に表示することを特徴とする。このような特徴に起因して、本障害物検知装置の構成および動作は、以下に説明する点で前述の第１の実施形態と相違する。
図２１は、本障害物検知装置の構成を示すブロック図である。図２１において、障害物検知装置は、第１の実施形態のそれと比較すると、形状データ記憶部１７および形状データマッチング部１８が追加されている点で相違する。それ以外に両障害物検知装置の間には相違点は無いので、本障害物検知装置の構成要素のうち、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、それぞれの説明を省略する。
形状データ記憶部１７は、運転者の自宅ガレージ等の障害物の形状を表す予め入力されたデータ（以下、形状データと称する）を記憶する。
形状データマッチング部１８は、形状データ記憶部１７に記憶されている形状データを読み出して、読み出した形状データと、障害物検知部１１によって検知された障害物の位置とのマッチングを行い、障害物画像において、検知された障害物の形状に対して登録した障害物の形状が最もよく合致するような、形状データの位置および角度を算出する。
ここで、形状データは、駐車場の形状および各種属性を規定する情報である。本実施形態では、形状データは、形状データ番号、形状データ名称、駐車場タイプ、形状点、および形状ベクトルを含む。形状データ番号および形状データ名称は、登録された形状データを識別するためのものである。駐車場タイプは、駐車場の形状、車両が駐車場へ進入するときの進行方向、および縦列／並列駐車等の組み合わせによって分類された駐車場の種類である。形状点および形状ベクトルは、登録した障害物の形状をそれぞれ点データおよびベクトルで表したものである。形状データ番号、形状データ名称、および駐車場タイプは、例えば、運転者の操作により入力部１６から入力され、形状点および形状ベクトルは入力部１６から入力された情報に基づいて算出され、形状データ記憶部１７によって記憶される。
次に、図２２〜図２６を参照して、形状データを登録する時の障害物検知装置の動作の例を説明する。図２２は、形状データ登録時の障害物検知装置の動作の例を示すフローチャートである。図２２において、制御部１３は、運転者等の操作により入力部１６から入力された形状データ番号を受け取る（ステップＳ７０１）。図２３には、形状データ番号設定画面が例示されている。運転者は、入力部１６を用いて、これから登録する形状データの形状データ番号および形状データの名称を、形状データ番号入力欄ＢＸ１および形状データ名称入力欄ＢＸ２に入力する。
次に、制御部１３は、運転者の操作により入力部１６から入力された駐車場タイプを受け取る（ステップＳ７０２）。より具体的には、入力部１６を用いて、予め用意された駐車場タイプの中から登録しようとしている駐車場タイプを運転者が選択すると、制御部１３は入力された駐車場タイプを受け取る。駐車場タイプは、駐車スペース周囲の障害物の形状、車両が駐車スペースに進入するときの車両の進行方向、および車両が駐車スペースへの進入を開始するときに駐車スペースが車両の右側にあるか左側にあるかを特定したものである。
図２４Ａには、駐車場タイプを選択するための画面が例示されている。図２４Ａに示された駐車場タイプ選択画面では、１種類の駐車スペース周囲の障害物の形状について、車両が駐車スペースに進入するときの車両の進行方向、および車両が駐車スペースへの進入を開始するときに駐車スペースが車両の右側にあるか左側にあるか、および縦列駐車か並列駐車か等によって異なる４種類の駐車場タイプが示されている。なお、駐車場タイプは、図２４Ａに示されたものに限らず、図２５Ａ−同図Ｈに示したような、さまざまな駐車スペース周囲の障害物ＳＣの形状に対応するように用意される。
次に、制御部１３は、運転者の操作により入力部１６から入力された駐車場スペース周囲の障害物の寸法を受け取る（ステップＳ７０３）。具体的には、制御部１３は、ステップＳ７０２で選択された駐車場タイプに対応した駐車場の寸法を設定するための画面を表示し、運転者によって操作される入力部１６から入力された障害物の寸法を受け取る。ここで、図２４Ｂには、駐車場寸法設定画面が例示されている。図２４Ｂに示された駐車場寸法設定画面では、Ｙ１、Ｘ、Ｙ２およびＹ３の４箇所の寸法がそれぞれ入力される。
次に、制御部１３は、ステップＳ７０３において入力された駐車場寸法に基づいて障害物の形状に沿う１０ｃｍ間隔の点（以下、形状点と称する）Ａの座標を算出する（ステップＳ７０４）。さらに制御部１３は、連続して並んだ形状点のうち、車両から見て右端から順に１つの形状点を始点とし、次の形状点を終点とする各ベクトル（以下、形状ベクトルと称する）ａを算出する（ステップＳ７０５）。
ここで、図２６は、ステップＳ７０４およびステップＳ７０５において算出された形状点Ａおよび形状ベクトルａを表す図である。図２６の左側には、障害物の略全体を示す形状点Ａの列が示されており、図２６の右側には、一点鎖線の枠内を拡大図が示されている。図２６の右側にはさらに、形状点Ａおよび形状ベクトルａが示されている。図２６に示された各点は、図２４Ｂのように入力された駐車場寸法に基づいて算出された形状点Ａを表す。図２６に示された各矢印は、形状ベクトルａを表す。
形状データ記憶部１７は、上記のように入力された形状データ番号、形状データ名称および駐車場タイプ、ならびに算出された形状点Ａおよび形状ベクトルａの組み合わせを、１つの形状データとして記憶する（ステップＳ７０６）。
なお、上述した形状データを登録する時の障害物検知装置の動作は、形状データの登録方法の一例であって、形状データの登録方法はこれに限られない。
次に、上記のように登録した形状データと、障害物検知部１１によって検知された障害物のデータとに基づいて、検知対象となる障害物全体の形状と車両との位置関係を表示するときの障害物検知装置の動作を説明する。図２７は、検知した障害物の方位および距離データと、形状データ記憶部１７が記憶している形状データを用いて、自車両に対する障害物の位置および形状を表示するときの障害物検知装置の動作を示すフローチャートである。図２７に示されたフローチャートは、第１の実施形態に係るフローチャート（図３を参照）のステップＳ１０８をステップＳ８０８に置換したものである。それ故、第１の実施形態と同一の処理については説明を省略する。制御部１３は、ステップＳ８０８では、予め登録された障害物の形状を、検知した障害物の形状に対して最もよく合致するように、方位および位置を変えて、障害物画像に重畳した画像を作成する。
図２８は、図２７に示されたステップＳ８０８のサブルーチン処理を示すフローチャートである。制御部１３は、運転者の操作により入力部１６からの信号を受け取ることにより、ステップＳ８０７で作成された障害物画像に、登録されている形状データを重畳するか否かを判断する（ステップＳ９０１）。上記判断がＮｏの場合、処理は、図２７に示されたメインルーチンに戻る。一方、上記判断がＹｅｓの場合、処理は、ステップＳ９０２に進む。
ステップＳ９０２では、形状データマッチング部１８は、制御部１３に蓄積されている方位データおよび距離データのそれぞれから各障害物検知点Ｐ、および２個の障害物検知点Ｐの間を所定の範囲の間隔で補間する補間点Ｐ’の座標を算出し、算出した各障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の座標に基づいて、検知した障害物の形状を表す障害物ベクトルｂを求める（ステップＳ９０２）。
次に、図２９および図３０を参照して、ステップＳ９０２における形状データマッチング部１８の、より具体的な動作を説明する。図２９には、障害物画像における、少なくとも１個の障害物検知点Ｐが示されている。また、図３０には、障害物画像と同様に車両のアンテナを原点とする座標系におけるいくつかの障害物検知点Ｐが黒色で、さらにいくつかの補間点Ｐ’が白色で示されている。補間点Ｐ’は、所定の間隔よりも離れている２つの障害物検知点Ｐの間を補間する１つ以上の点であり、その座標は障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の間隔が等しく、かつ形状点の間隔（本実施形態では１０ｃｍ）に最も近い値になるように決定される。例えば、互いに隣り合う２つの障害物検知点Ｐの間の距離を自然数ｎで等分したときに、等分された距離が最も１０ｃｍに近くなる１つの自然数ｎを制御部１３は特定し、その後、特定した自然数ｎから１を減算した数を対象となる２つの障害物検知点Ｐの間に作成する補間点Ｐ’の個数として、制御部１３は決定する。
形状データマッチング部１８は、障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の座標とに基づいて、連続して並んだ障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’のうち、車両から見て右端から順に１つの点を始点とし、次の点を終点とするベクトル（以下、障害物ベクトルと称する）ｂを算出する。
次に、形状データマッチング部１８は、検知した障害物の位置とマッチングさせる形状データ番号が入力されているか否かを判断する（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３における判断がＹｅｓの場合、処理はステップＳ９０５へ進む。一方ステップＳ９０３における判断がＮｏの場合、処理はステップＳ９０４へ進み、形状データマッチング部１８は、運転者によって操作された入力部１６から、マッチングを行う形状データ番号を受け取る（ステップＳ９０４）。
ステップＳ９０５において制御部１３は、ステップＳ９０４で受け取った形状データ番号で識別される形状データを形状データ記憶部１７から読み出し、形状ベクトルの方位を変えながらステップＳ９０２で算出した障害物ベクトルに最も合致する、形状ベクトルの一部と方位とを検出する（ステップＳ９０５）。
次に、図３１Ａ、同図Ｂ、図３２Ａ−同図Ｄおよび図３３を参照して、ステップＳ９０５における形状データマッチング部１８のより具体的な動作を説明する。なお、これら各図は、ステップＳ９０５における形状データマッチング部１８の動作を説明するための模式図であり、図中に示された形状点Ａ、ならびに障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の間隔は、実際のものよりも広くなっている。図３１Ａには形状データ記憶部１７から読み出された形状点Ａおよび形状ベクトルａが示されている。図３１Ａに示された点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、…Ａｎは、形状点Ａの例であり、ａ１，０、ａ２，０、ａ３，０…ａｎ−１，０は、形状ベクトルａの例である。図３１Ｂには障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’、ならびに障害物ベクトルｂが示されている。図３１Ｂに示された点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、…Ｂｎは、障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’であり、ｂ１、ｂ２、ｂ３…ｂｍ−１は、障害物ベクトルｂの例である。
形状データマッチング部１８は、障害物ベクトルｂと同じ（ｍ−１）個の連続した形状ベクトルａを、全形状ベクトルａから抜き出し、（ｍ−１）個の障害物ベクトルｂと、（ｍ−１）個の形状ベクトルａとを、その順番どおりに対にして、対にしたベクトルｂおよびａの内積の総和を、方位整合度として算出する。例えば、形状ベクトルａ１，０、ａ２，０、ａ３，０…ａｍ−１，０と、障害物ベクトルｂ１、ｂ２、ｂ３…ｂｍ−１との方位整合度は、ａ１，０・ｂ１＋ａ２，０・ｂ２＋ａ３，０・ｂ３＋…ａｍ−１，０・ｂｍ−１となる。
形状データマッチング部１８は、全形状ベクトルから抜き出される連続したｍ−１個の形状ベクトルを順番に１ずつずらしながら、それぞれ方位整合度を算出する。
さらに、形状データマッチング部１８は、形状ベクトルａ１，０、ａ２，０、ａ３，０…ａｍ−１，０を反時計回りに略１°ずつ回転させた、形状ベクトルａ１，ｋ、ａ２，ｋ、ａ３，ｋ…ａｎ−１，ｋ（ｋは、回転した角度）について、同様に方位整合度を算出する。図３２Ａ−同図Ｄには、それぞれ略１°、略２°、略３°、略ｋ°の角度に回転させたときの形状ベクトルａが示されている。上記のように算出する方位整合度Ｍは、次式（７）で表される。
2004083889.tif 000006
なお、方位整合度Ｍを算出するときの形状ベクトルａの回転角ｋの値は、読み出された形状データの駐車場タイプに対応する所定の範囲に限定してもよい。例えば、図２４Ｂに示されたような駐車場タイプでは、車両を基準にした駐車スペースの向きは、駐車スペースに進入を開始したときを略０°とすると駐車完了時には、車両の上方から見て反時計回りに９０°回転している。つまり、この駐車場タイプの場合、形状ベクトルの回転角ｋの値は理想的には、０°から９０°の範囲内で変化する。実際には、車両のふらつきや、切り換し等の運転操作を考慮して、０°〜９０°の範囲を若干超える範囲が回転角ｋのとりうる範囲として限定されることが好ましい。
形状データマッチング部１８は、上記のように算出した全ての方位整合度Ｍのうち、方位整合度Ｍが最大となる（ｍ−１）個の形状ベクトルａｉ，ｋ、ａｉ＋１，ｋ、…ａｉ＋ｍ−２，ｋを特定し、この形状ベクトルａの始点に相当する形状点Ａｉおよび角度ｋを検出する。形状データマッチング部１８は、このように検出した形状点Ａｉから順にｍ個の形状点を抜き出し、形状点Ａｉを中心に角度ｋだけ回転させたもの（以下、最高整合形状点Ｑと称する）が、障害物検知点Ｐに最もよく合致する形状点Ａである。図３３に示された点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、…Ｃｍは、このように検出された最高整合形状点Ｑである。
次に、形状データマッチング部１８は、ステップＳ９０５で検出された最高整合形状点Ｑが、障害物検知点Ｐに対して最もよく合致するような障害物画像上の座標を検出する（ステップＳ９０７）。ステップＳ９０７における形状データマッチング部１８の動作を、より具体的に説明する。まず、形状データマッチング部１８は、障害物検知点Ｂ１の座標と形状点Ｃ１の座標が一致するように全最高整合形状点Ｑの座標をシフトさせ、障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’と最高整合形状点Ｑを順番どおりに対にして、それぞれ対にした２点間の距離の総和の逆数（以下、位置整合度Ｒと称する）を算出する。
さらに形状データマッチング部１８は、最高整合形状点Ｑの座標を１０ｃｍずつｘ軸方向およびｙ軸方向に１０段階ずつシフトさせ、各シフトさせた最高整合形状点Ｑの座標について、位置整合度Ｒを算出する。例えば、前後左右にそれぞれ１０段階、最高整合形状点Ｑ全体の座標をシフトすると１００個の位置整合度Ｒが算出される。上記のように最高整合形状点Ｑの位置を変えながら算出する位置整合度Ｒは、次式で算出される。
2004083889.tif 000007
形状データマッチング部１８は、このように算出した全ての位置整合度Ｒのうち最大値を与えるときの形状点Ｃ１の座標（ｘＱ、ｙＱ）を検出する。
次に、障害物画像作成部１４は、読み出した全ての形状点について点Ａｉを中心に角度ｋ°だけ回転させて、点Ａｉの座標がステップＳ９０６において算出された座標（ｘＱ、ｙＱ）になるように移動させた座標を算出し、このように算出した形状点の座標を順に接続する線分を障害物画像に重畳して描画する（ステップＳ９０７）。ステップＳ９０７のあと、処理はメインルーチンに戻る。以上のように描画された障害物画像を図３４に示す。図３４から、本実施形態に係る障害物検知装置では、予め登録された障害物の形状が、検知した障害物の位置に合致するように表示され、検知範囲を含む障害物全体の形状が分かり易く表示されていることが分かる。
以上のように、本障害物検知装置は、予め障害物の形状を記憶しておき、障害物を検知したときに、検知した障害物に対して最もよく合致する位置に、予め登録した検知しようとする障害物の形状を重畳して表示する。これにより、自車両に対する障害物の正確な位置および形状を表示するとともに検知範囲外の障害物の形状も表示することができ、運転者にとって、車両周囲の障害物の形状を把握することがより容易になる。
なお、本実施形態では、検知しようとする障害物の形状を表す目的障害物画像を、第１の実施形態における障害物画像に重畳して表示することとしたが、これに代えて、前述の第２ないし第４のいずれかの実施形態における障害物画像に重畳して表示することとしてもよい。
また、本実施形態では、障害物の形状を登録するときに、形状点と形状ベクトルとが共に形状データ記憶部１７に記憶されることとしたが、これに代えて、形状点のみが形状データ記憶部１７に記憶され、形状ベクトルは、図２８のステップＳ９０４の処理において、形状データ記憶部１７から読み出された形状点から算出されることとしてもよい。
また、本実施形態では、登録された障害物の形状を表す形状点の間隔は、１０ｃｍであることとしたが、形状点の間隔は、１０ｃｍよりも長くてもよいし、短くてもよい。形状点の間隔が短くなるほど、形状データマッチング部１８における計算の負荷が増加するが、より正確にマッチング処理を行うことができる。また、障害物検知点の間を補完する補間点の間隔は、形状点の間隔に対応して、形状点の間隔に最も近くなるように決定する必要がある。
また、本発明の第１ないし第５の実施形態に係る障害物検知装置は、放射するビームの照射範囲が比較的広い電波レーダなどを用いた場合でも、車両の周囲に存在する障害物の位置を分かり易く表示することができるが、レーザレーダなどの線ビームを放射するレーダを用いることとしてもよい。
また、本発明の第１から第５の実施形態における障害物画像を１つの障害物検知装置で実現可能にしておき、運転者によって操作される入力部１６からの信号に基づいて、前述の第１から第５の実施形態における障害物画像のいずれかを表示することとしてもよい。
本発明を詳細に説明したが、上記説明はあらゆる意味において例示的なものであり限定的なものではない。本発明の範囲から逸脱することなしに多くの他の改変例および変形例が可能であることが理解される。
【産業上の利用可能性】  本発明に係る障害物検知装置は、車両と障害物との位置関係を運転者が直感的に把握し易いという技術的効果が必要とされる運転支援装置などの用途に有効である。
【図１】
2004083889.tif 000008
【図２】
2004083889.tif 000009
【図３】
2004083889.tif 000010
【図４】
2004083889.tif 000011
2004083889.tif 000012
【図６】
2004083889.tif 000013
【図７】
2004083889.tif 000014
【図８】
2004083889.tif 000015
2004083889.tif 000016
2004083889.tif 000017
【図１１】
2004083889.tif 000018
2004083889.tif 000019
2004083889.tif 000020
【図１４】
2004083889.tif 000021
【図１５】
2004083889.tif 000022
2004083889.tif 000023
2004083889.tif 000024
【図１８】
2004083889.tif 000025
2004083889.tif 000026
2004083889.tif 000027
【図２１】
2004083889.tif 000028
【図２２】
2004083889.tif 000029
【図２３】
2004083889.tif 000030
2004083889.tif 000031
2004083889.tif 000032
2004083889.tif 000033
2004083889.tif 000034
【図２６】
2004083889.tif 000035
【図２７】
2004083889.tif 000036
【図２８】
2004083889.tif 000037
【図２９】
2004083889.tif 000038
【図３０】
2004083889.tif 000039
2004083889.tif 000040
2004083889.tif 000041
2004083889.tif 000042
【図３３】
2004083889.tif 000043
【図３４】
2004083889.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月17日(2005.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置であって、
所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部と、
前記障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、各方位に放射されたビームの放射角度範囲内において２次元的に展開された図形を障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して出力する障害物画像作成部と、
前記障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部とを備える、障害物検知装置。
【請求項２】
前記距離算出部は、前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、前記ビームの放射点から見たときの平均距離を算出する、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記距離算出部は、
前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、
前記閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、前記ビームが放射されてから当該検出された開始時刻および終了時刻を単純平均した時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む、請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記距離算出部は、前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、前記ビームの放射点から見たときの最短距離を算出することを特徴とする、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記距離算出部は、
前記障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、
前記閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、前記ビームが放射されてから当該検出された開始時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む、請求項４に記載の障害物検知装置。
【請求項６】
前記障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし前記距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径とする円弧図形を前記障害物画像として作成することを特徴とする、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項７】
前記障害物画像作成部は、各方位について作成した前記障害物画像としての円弧図形の線の太さを、前記距離算出部によって算出された距離に応じて変化させることを特徴とする、請求項６に記載の障害物検知装置。
【請求項８】
前記障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし前記距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径として描かれる円弧軌跡を少なくとも包含し、かつ面積を有する図形を前記障害物画像として作成することを特徴とする、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項９】
前記障害物画像作成部が作成する障害物画像は、長軸側の両端点が、それぞれ前記円弧軌跡の両端点と一致している楕円図形であることを特徴とする、請求項８に記載の障害物検知装置。
【請求項１０】
前記障害物画像作成部は、各方位について作成した前記障害物画像としての図形全体の明度を、前記距離算出部によって算出された距離に応じて変化させることを特徴とする、請求項８に記載の障害物検知装置。
【請求項１１】
前記障害物画像作成部は、さらに、各方位について作成した前記面積を有する図形を基準図形として扱い、互いに方位が隣り合う当該基準図形が包含する前記円弧軌跡の一方の端点同士を接続する線分と、他方の端点を接続する線分とで全基準図形を方位の順に接続した全体図形を障害物画像とし、
ビームの放射点からの距離に基づいて当該全体図形の内部を分割し、当該分割した各部分の明度を段階的に変化させた画像データを作成することを特徴とする、請求項８に記載の障害物検知装置。
【請求項１２】
前記障害物画像作成部は、さらに、各方位に放射されたビームの放射角度範囲の中心方位において、ビームの放射点から前記距離算出部で算出された各方位についての距離だけ離れた点を、各方位についての障害物の代表位置として扱い、当該基準位置を方位の順に線分で接続した折れ線の画像データを作成することを特徴とする、請求項６に記載の障害物検知装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の障害物検知装置（以下、第１の障害物検知装置と称する）としては、所定の角度範囲内の障害物を検知するレーダを用いて、隣接車線の他車両および車両後方の障害物を検知するものがある。第１の障害物検知装置は、障害物を検知すると、障害物を検知した方位を示す表示ランプを点灯し、障害物までの距離を数字で表示する。
【０００３】
また、他の障害物検知装置（以下、第２の障害物検知装置と称する）としては、レーダを用いて自車両周囲の障害物を検知し、検知した障害物の形状を表す画像を表示するものがある。第２の障害物検知装置は、レーザレーダを用いて正確に検知した障害物の位置を点データとして蓄積し、蓄積した点データに基づいて障害物の外形を表す線図を描画することにより、自車両周囲の地図を作成する。
【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、第１の障害物検知装置は、方位を示すランプの点灯と距離を示す数値とで障害物の位置を表すため、運転者が自車両と障害物の位置関係を直感的に把握することは困難である。
【０００５】
また、第２の障害物検知装置は、検知した障害物の外形を線図で表した地図を表示するので、運転者は自車両と障害物の位置関係を容易に把握できる。しかしながら、第２の障害物検知装置は障害物の位置を点として検知するため、ビーム広がり角が非常に狭いレーザレーダを備えており、一般にレーザレーダは高価なため装置全体のコストが非常に高価になってしまう。
【０００６】
そこで、比較的安価な、超音波レーダまたは電波レーダを用いることが考えられる。しかし、超音波または電波のビームの広がり角を狭くするためには、超音波を放射するホーンまたは電波を放射するアンテナを非常に大きくする必要があり、車両に大きな設置スペースを確保しなければならないという問題が生じる。つまり、ビームの種類がレーザ、音波および電波のいずれの場合でも、コストまたは設置性の問題があるため、広がり角が非常に狭いビームを放射するレーダを障害物検知装置に用いることは現実的ではない。
【０００７】
それ故に、本発明は、ビーム広がり角が比較的広いレーダを用いて障害物を検知する場合でも、自車両と障害物との位置関係を運転者にとって直感的に把握し易く表示する障害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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の局面は、  車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置であって、所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部と、障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部と、距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、各方位に放射されたビームの放射角度範囲内において２次元的に展開された図形を障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して出力する障害物画像作成部と、障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部とを備える。
【０００９】
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、ビームの放射点から見たときの平均距離を算出する。
【００１０】
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、ビームが放射されてから当該検出された開始時刻および終了時刻を単純平均した時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む。
【００１１】
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号が示している障害物の存在範囲のうち、ビームの放射点から見たときの最短距離を算出する。
【００１２】
また、距離算出部は、障害物検知部から出力される反射波の受信信号の振幅が予め定めた閾値を超える部分を検出する閾値弁別部と、閾値弁別部で検出された受信信号部分の開始時刻および終了時刻を検出し、ビームが放射されてから当該検出された開始時刻までに経過する時間を求め、当該求めた経過時間に基づいて障害物と自車両との間の代表距離を算出する代表距離算出部とを含む。
【００１３】
また、障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径とする円弧図形を障害物画像として作成する。
【００１４】
また、障害物画像作成部は、各方位について作成した障害物画像としての円弧図形の線の太さを、距離算出部によって算出された距離に応じて変化させる。
【００１５】
また、障害物画像作成部は、各方位に放射されたビームのそれぞれの放射角度範囲内において、ビームの放射点を中心とし距離算出部で算出された対応する方位についての距離を半径として描かれる円弧軌跡を少なくとも包含し、かつ面積を有する図形を障害物画像として作成する。
【００１６】
また、障害物画像作成部が作成する障害物画像は例示的には、長軸側の両端点が、それぞれ円弧軌跡の両端点と一致している楕円図形である。
【００１７】
また、障害物画像作成部は具体的には、各方位について作成した障害物画像としての図形全体の明度を、距離算出部によって算出された距離に応じて変化させる。
【００１８】
また、障害物画像作成部は、さらに、各方位について作成した面積を有する図形を基準図形として扱い、互いに方位が隣り合う当該基準図形が包含する円弧軌跡の一方の端点同士を接続する線分と、他方の端点を接続する線分とで全基準図形を方位の順に接続した全体図形を障害物画像とし、ビームの放射点からの距離に基づいて当該全体図形の内部を分割し、当該分割した各部分の明度を段階的に変化させた画像データを作成する。
【００１９】
また、障害物画像作成部は、さらに、各方位に放射されたビームの放射角度範囲の中心方位において、ビームの放射点から距離算出部で算出された各方位についての距離だけ離れた点を、各方位についての障害物の代表位置として扱い、当該基準位置を方位の順に線分で接続した折れ線の画像データを作成する。
【発明の効果】
【００２０】
上記第１の局面によれば、障害物検知装置は、ビームを放射した方位と、各方位について算出した車両から障害物までの代表距離とに基づいて、ビームの放射点を基準として検知した障害物の自車両に対する相対的な位置を表示するための画像を作成するため、運転者にとって直感的に把握し易く自車両と障害物との位置関係を表示することができる。また、障害物の位置を表す障害物画像は、各方位のビームの放射角度範囲として表示されるので、障害物が存在する角度範囲を運転者に対して分かり易く表示できる。
【００２１】
また、本発明の他の局面は、車両に搭載され、車両周囲の障害物を検知して表示する障害物検知装置であって、所定の広がり角を有するビームを複数の異なる方位に向けて順次的に放射し、各方位における障害物からの反射波を受信することにより、各方位についてビームの放射角度範囲内に存在する障害物を検知する障害物検知部と、障害物検知部から出力される各方位についての反射波の受信信号に基づいて、それぞれの方位における障害物と自車両との間を代表する距離を算出する距離算出部と、各ビームが放射された方位と距離算出部で算出された距離とに基づいて検知された障害物の位置を算出する障害物データ算出部と、検知しようとする障害物の形状を表す形状データを予め入力し、当該形状データと障害物データ算出部によって算出された障害物データとを比較することにより、検知しようとする障害物の自車両に対する位置および角度を算出する形状データマッチング部と、検知しようとする障害物の形状データと形状データマッチング部によって算出された位置および角度とに基づいて、検知しようとする障害物の位置および角度を変更した目的障害物画像を作成し、当該目的障害物画像を表示するための画像データを生成する障害物画像作成部と、障害物画像作成部によって作成された画像データを受け取り、障害物と自車両との位置関係を示す画像を表示する表示部とを備える。
【００２２】
また、障害物画像作成部は、さらに、距離算出部で算出された各方位についての距離を画像作成基準として扱うことにより、それぞれの方位においてビームの放射角度範囲内の全域にわたって２次元的に展開された図形を検知障害物画像として作成し、当該障害物画像を表示するための画像データを生成して、目的障害物画像の画像データとともに出力し、
表示部は、障害物画像作成部によって作成された目的障害物画像の画像データおよび検知障害物画像の画像データを受け取り、当該目的障害物画像と当該検知障害物画像とを重畳して表示する。
【００２３】
上記他の局面によれば、障害物検知装置は、検知しようとする障害物の形状を表す形状データを予め入力しておき、障害物検知手段で検知した障害物の位置と合致するように、障害物と自車両との相対的な位置関係を表す画像を表示するため、運転者は、障害物全体と自車両との位置関係を容易に把握できる。
【００２４】
本発明の上記およびその他の目的、特徴、局面および利点は、以下に述べる本発明の詳細な説明を添付の図面とともに理解したとき、より明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（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の構成を示すブロック図である。図１において、障害物検知装置は、典型的には車両に搭載され、障害物検知部１１、距離算出部１２、制御部１３、障害物画像作成部１４、表示部１５、および入力部１６を備える。
【００２６】
障害物検知部１１は、車両周囲の障害物を検知する電波レーダ装置として構成されており、障害物を検知したい方向に合わせて、例えば、車両の前部、側部および後部から選ばれた１箇所または複数箇所に設置される。障害物検知部１１は、所定の広がり角を有するビームを、方位を変えながら複数回放射し、ビームを放射するたびに、各ビームの照射範囲内に存在する障害物によって反射されたビームの反射波を受信する。なお、本実施形態において、障害物検知部１１は、電波レーダであることとしたが、電波レーダのみに限定されるものではなく、例えば超音波レーダまたはレーザレーダであってもよい。
【００２７】
障害物検知部１１は、送信部１１１、受信部１１２およびアンテナ１１３を含む。送信部１１１は、送信信号を生成し、当該送信信号をアンテナ１１３へ出力するとともに、送信信号の一部を距離算出部１２へ出力する。アンテナ１１３は、所定の広がり角のビームを放射し、当該ビームが障害物によって反射された反射波の受信信号を受信する。受信部１１２は、増幅器および検波器などを含み、アンテナ１１３が受信した受信信号を出力する。
【００２８】
アンテナ１１３は、例えばアレイアンテナである。アレイアンテナは、同一平面状に並んだ複数のアンテナ素子と、それぞれ対応するアンテナ素子へ送信信号を給電するアンテナ素子と同数の位相子とで構成され、各位相子からそれぞれ対応するアンテナ素子へ給電される信号の振幅および位相を制御することにより所望の方位にビームを放射する。なお、アンテナ１１３は、送信用および受信用の別々のアンテナ素子を有することとしてもよいし、送受切換器またはサーキュレータなどを用いて同一のアンテナ素子を送信および受信に用いることとしてもよい。
【００２９】
次に、図２を参照して、障害物検知部１１が放射するビームについて、より具体的に説明する。図２には、障害物検知部１１が放射する１つのビームが例示されている。図２において、車両Ｖの後端部中央には、障害物検知部１１のアンテナ１１３が設置されている。ビームＢＭは、車両の中心線ＣＬ（１点鎖線を参照）に対してアンテナ１１３から所定の角度θをなす線分ＬＳで表される方位に放射されている。ビームＢＭは、線分ＬＳを中心とする所定の角度αの範囲内に放射される。
【００３０】
本実施形態において、ビームが放射される方位は、車両の中心線ＣＬを０°に規定し、車両の左側をマイナス側、車両の右側をプラス側として、アンテナ１１３から見て、車両の中心線ＣＬに対してなす角度で表す。例えば、図２における線分ＬＳで表される方位は、−θである。障害物検知部１１は、方位を変更しながらビームＢＭを複数回放射することにより、所定の角度範囲内にビームを放射する。
【００３１】
距離算出部１２は、送信部１１１から出力された送信信号と受信部１１２から出力された受信信号とに基づいて、アンテナ１１３から障害物までの距離を算出し、距離データとして出力する。制御部１３は、ビームを放射する方位を表す方位データを送信部１１１へ出力し、当該方位データに基づいてビームが放射された後に距離算出部１２から出力された距離データを当該方位データと共に蓄積する。
【００３２】
障害物画像作成部１４は、制御部１３が蓄積している方位データと距離データとに基づいて、少なくとも検知した障害物の位置を表す障害物画像を作成する。表示部１５は、例えば車両のコンソールに設置されたＬＣＤのようなディスプレイであり、障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像を表示する。入力部１６は、例えば運転者によって操作されるセレクタスイッチまたはキーボードであり、例えば、障害物検知装置のオン／オフの切り替えに用いられる。
【００３３】
次に、図３を参照して、本障害物検知装置の動作を説明する。図３は、本障害物検知装置全体の動作を示すフローチャートである。本障害物検知装置が車両周囲のスキャンを開始すると、制御部１３は、ビームを放射する方位を示す方位データを送信部１１１へ出力すると共に、ビームの放射回数を示すカウンタをインクリメントする（ステップＳ１０１）。
【００３４】
送信部１１１は、制御部１３から方位データが出力されると、当該方位データが示す方位にビームを放射するための方位制御信号と送信信号とをアンテナ１１３へ出力することによりビームを放射すると共に、当該送信信号を距離算出部１２へ出力する（ステップＳ１０２）。受信部１１２は、ステップＳ１０２において放射されたビームの反射波を受信して、受信信号を距離算出部１２へ出力する（ステップＳ１０３）。
【００３５】
次に、図４および図５のそれぞれを参照してステップＳ１０２およびＳ１０３における障害物検知装置の動作を具体的に説明する。図４は、車両Ｖが駐車スペースＰＬに駐車するために後退しようとしている状態を車両の上方から見た図である。障害物ＳＣは、駐車スペースＰＬの三方を取り囲む構造物である。車両Ｖの後部には障害物検知部１１のアンテナ１１３が設置されている。ビームＢＭは、アンテナ１１３から放射される１つのビームであり、車両の上方から見て略１６°のビーム広がり角を有する。ビームＢＭが放射される方位は、放射されるたびに略６°ずつ変更され、１回のスキャンで１０回放射される。
【００３６】
アンテナ１１３から放射された１つのビームＢＭは、２本の点線ＤＬで挟まれた範囲内を広がりながら進んでいき、太線で示された壁面ＷＬに照射される。ビームＢＭは壁面ＷＬで反射され、受信部１１２は、壁面ＷＬのさまざまな箇所からの反射波が一体となった受信信号を受信する。
【００３７】
次に、距離算出部１２は、送信信号および受信信号に基づいてアンテナから障害物までの距離を算出する（ステップＳ１０４）。図５Ａ及び同図Ｂを参照して、距離算出部１２がアンテナ１１３から障害物までの距離を算出するときの動作を具体的に説明する。図５Ａおよび同図Ｂのそれぞれには、１つのパルスビームが送信信号ＰＢ1として、さらに、
送信信号ＰＢ1が障害物ＳＣによって反射された反射波が受信信号ＰＢ2として示されている。
【００３８】
図５Ａには、送信信号ＰＢ1と同じくはっきりとした矩形の理想的な受信信号ＰＢ2が示されている。送信信号ＰＢ1がアンテナ１１３から放射された時刻Ｔ0と受信信号ＰＢ2が
アンテナ１１３によって受信された時刻Ｔ1との差分である時間τは、ビームおよびその
反射波である電波がアンテナ１１３と障害物ＳＣとの間を往復するために要した時間である。このとき、アンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離Ｄは、次式（１）で与えられる。
【数１】
2004083889.tif 000045
上式（１）において、ｃは光速である。
【００３９】
しかし実際には、図４に例示したように、ビームが照射される障害物ＳＣの部分によってアンテナ１１３からの距離が異なる場合には、障害物ＳＣの各部で反射された反射波がアンテナに到達する時刻がずれるため、受信信号は時間方向に分散した波形になってしまう。また、受信部１１２は、反射波だけでなくノイズも拾ってしまう。このため、受信信号は、はっきりとした矩形ではなく、図５Ｂに示すような、崩れた波形を有する受信信号ＰＢ3のようになる。このような受信信号ＰＢ3では時間τの特定が困難であり、したがって正確な距離Ｄが算出することが難しくなる。
【００４０】
そこで、受信信号をノイズと区別するため、反射波の振幅に関して所定の閾値を設けておき、距離算出部１２は、受信信号の振幅がその閾値を超えている時刻帯の平均値を算出する。より具体的には、距離算出部１２は、受信信号ＰＢ3が閾値を超えた時刻Ｔ2と、その後受信信号ＰＢ3の振幅が閾値を下回った時刻Ｔ3とを検出し、時刻Ｔ2および時刻Ｔ3の平均値と時刻Ｔ0との差分である時間τを求める。このように求めた時間τに基づいて上
記の式（１）を用いることにより、アンテナ１１３から検知した障害物ＳＣまでの距離が算出される。
【００４１】
再び図４を参照して、上記のように距離算出部１２で算出されたアンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離について具体的に説明する。アンテナ１１３から放射されたビームＢＭは、その照射範囲内の壁面ＷＬのあらゆる箇所で反射されるため、壁面ＷＬのうちアンテナ１１３に最も近い部分から最も遠い部分までのさまざまな箇所からの反射波が一体となって受信される。このような反射波の受信信号に基づいて上記のように算出された距離Ｄは、アンテナ１１３から壁面ＷＬの最も近い部分までの距離および最も遠い部分までの距離の平均値になる。図４に示された円弧ＲＣは、アンテナ１１３を中心として上記のように算出した距離Ｄを半径とする円周のうち、ビームＢＭが照射された角度範囲の円弧ＲＣで表したものである。
【００４２】
このようにビームＢＭを放射した各方位ごとに障害物ＳＣまでの距離を算出することによって、車両の周囲に存在する障害物ＳＣの位置が検知される。なお、ビームの広がり角が狭いほど、検知した障害物ＳＣが存在しうる角度範囲が限定されるため、障害物ＳＣの位置をより正確に特定できる。一方、ビームＢＭの広がり角が広い程、検知できる障害物ＳＣの位置はより大まかなものになる。また、ビームＢＭの広がり角が一定でも、アンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離が短いほど、ビームＢＭの照射範囲は狭くなる。よってアンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離が短いほど、障害物ＳＣの位置をより正確に検知することが可能である。一方、アンテナ１１３から障害物ＳＣまでの距離が長いほど、検知できる障害物ＳＣの位置はより大まかなものになる。
【００４３】
なお、受信信号を検出するための閾値は、予め設定されている必要がある。しかし、実際に車両が走行している間には、あらゆる物体が障害物ＳＣになり得る上に、物体の材質や形状により電波の反射率が異なるため、現実的には、障害物ＳＣとして検知したい物体をある程度特定しておき、その中で最も反射率の低いものを検知できるような振幅値が閾値として設定されていることが好ましい。
【００４４】
次に、制御部１３は、ビームを放射した方位を示す方位データと距離算出部１２によって算出された距離データとを蓄積する（ステップＳ１０５）。制御部１３は、ビームの放射回数が１回のスキャンにおいてビームを放射すべき所定の数（本実施形態では例示的に１０とする）に達したか否かにより、スキャンが完了したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。制御部１３が１回のスキャンがまだ完了していないと判断した場合は、ステップＳ１０１へ戻り、スキャンを続ける。一方、１回のスキャンが完了したと判断した場合は、制御部１３はステップＳ１０７へ進む。
【００４５】
障害物画像作成部１４は、制御部１３が蓄積している方位データおよび距離データに基づいて、障害物の位置を表示するための障害物画像を作成する（ステップＳ１０７）。
【００４６】
次に、図６および図７を参照して、ステップＳ１０７における障害物画像作成部１４の動作について具体的に説明する。図６は、ステップＳ１０７における障害物画像作成部１４のサブルーチン処理を示したフローチャートである。図７には、ステップＳ１０７で作成される障害物画像が示されている。障害物画像作成部１４は、まず、自車両を上空から投影した車両投影画像ＩVを描画する（ステップＳ２０１）。このとき、実際の車両にお
けるアンテナ１１３の設置箇所と同じ位置に規定された車両投影画像ＩVのアンテナの位
置ＰATを原点とする座標を規定しておく。
【００４７】
次に、障害物画像作成部１４は、制御部１３に蓄積されている１０組みの方位データおよび距離データそれぞれに基づいて、少なくとも１本の障害物存在ラインＬSCを描画する（ステップＳ２０２）。障害物存在ラインＬSCは、本実施形態における障害物画像の一例であり、例えば図４に示された円弧ＲＣに相当し、放射されたビームＢＭの照射方位ごとに検知された障害物の位置を示す。より具体的には、障害物画像作成部１４は、各方位データおよびそれに対応する距離データについて、方位データによって示される方位を中心とする略１６°の角度範囲内に、アンテナの位置ＰAT（つまり原点）を中心として距離データを半径とする円弧をそれぞれ描画する。例えば、図７に示された障害物存在ラインＬSCは、方位データがθ1で距離データがＤ1であるときの障害物存在ラインである。上記ステップＳ２０２の後、処理は、次のサブルーチンステップＳ１０８（図３を参照）に進む。
【００４８】
ステップＳ１０８において、障害物画像作成部１４は、検知した障害物の形状を表す線分を描画する。図８は、ステップＳ１０８のサブルーチン処理を示したフローチャートである。障害物画像作成部１４は、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて、検知した障害物の位置を表す点（以下、障害物検知点と称する）ＰSCの座標を算出する（ステップＳ３０１）。例えば、図７に例示された点ＰSCは、方位データおよび距離データがそれぞれθ1およびＤ1である障害物の障害物検知点であり、この場合、点ＰSCの座標は、（ｘ，ｙ）＝（Ｄ1sinθ1，Ｄ1cosθ1）となる。障害物画像作成部１４は、ステップＳ３０１で算出した各障害物検知点ＰSCの座標を、順に接続した折れ線を描画する（ステップＳ３０２）。上記ステップＳ３０２の処理の後、障害物検知装置の動作は、図３に示すメインルーチンに戻る。
【００４９】
再び図３を参照する。表示部１５は、ステップＳ１０７において障害物画像作成部１４が作成した障害物画像を運転者に対して表示する（ステップＳ１０９）。制御部１３は、障害物検知装置のシステムがオンになっているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。障害物検知装置システムのオン／オフは、例えば、運転者の操作により、入力部１６に備わるセレクタスイッチによって入力される。上記判断がＹｅｓの場合は、制御部１３は、ビームを放射した回数のカウンタをリセットし（ステップＳ１１１）、処理はステップＳ１０１へ戻り、再度障害物のスキャンを開始する。一方、上記判断がＮｏの場合は、障害物検知装置の動作を終了する。
【００５０】
図９Ａ、同図９Ｂ、図１０Ａおよび同図１０Ｂには、図４における車両Ｖが駐車スペースＰＬ内に移動するまでの障害物画像が段階的に示されている。なお、これらの図には、相互の比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これらの障害物画像からわかるように、車両の移動に伴って障害物までの距離が短くなるほど、ビームの照射範囲がより限定されるため、障害物存在ライン（円弧）が短くなり、より正確に障害物の位置が描画される。また、運転者は、各障害物存在ラインＬSC上の中央の点を結んだ折れ線ＣＬを参考にして障害物の形状を把握する。なお、各図には、便宜上、１本の障害物存在ラインにのみ参照符号としてのＬSCを付けている。
【００５１】
以上のように、本障害物検知装置は、障害物が存在する位置を各ビームの照射範囲における車両からの距離で示した障害物存在ラインＬSCを描画することにより、障害物が存在する可能性の高い範囲を表示する。また、各ビームの照射角度範囲ごとに検知した障害物の代表位置を表す点を結んだ線分を描画することにより、本障害物検知装置は障害物の形状を表示する。これにより、ビーム広がり角が比較的大きいレーダを用いる場合でも、運転者は車両周囲の障害物の位置および形状を容易に把握できる。
【００５２】
なお、本実施形態において距離算出部１２は、受信信号の振幅が所定の閾値を超えている時刻帯の平均値と、ビームが放射された時刻との差分を時間τとして、障害物までの距離を算出した。これに代えて、図５Ｃに示すように、受信信号の振幅がはじめて所定の閾値を超えた時刻Ｔ2と、送信信号に基づいてビームが放射された時刻Ｔ0との差分を時刻τとして、障害物までの距離を算出することとしてもよい。このように算出された距離は、各ビームの照射範囲内に存在する障害物のうち、車両に最も短い障害物までの距離であり、障害物画像に描画される障害物存在ラインは、各ビームの照射範囲内において検知した障害物が存在しうる最も車両に近い位置を示す。このため、運転者が、障害物画像の車両投影画像ＩVと障害物存在ラインＬSCとが接触しないように運転操作を行うことにより、
車両の障害物への接触を防止できる。
【００５３】
また、本障害物検知装置の障害物検知部１１は、アレイアンテナを用いて電気的にビームを放射する方位を変更することとしたが、所定の１方向にビームを放射するアンテナの方位を機械的に変化させて、放射するビームの方位を変更することとしてもよい。
【００５４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。本実施形態に係る障害物検知装置は、レーダから障害物までの距離が短いほど障害物画像における障害物存在ラインをより太い線で描画することを特徴とする。このような特徴に起因して、本障害物検知装置に備わる障害物画像作成部１４は、前述の第１の実施形態のそれと比較して相違する処理を行う。
【００５５】
次に、図１１を参照して、障害物画像作成部１４の動作について、第１の実施形態との相違点を説明する。図１１は、本障害物画像作成部１４の動作を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、第１の実施形態に係るフローチャート（図６を参照）のステップＳ１０２の処理をステップＳ４０３に置換し、ステップＳ４０２の処理を追加したものである。それ故、図１１に示すステップのうち、図６と同じステップについては説明を省略する。
【００５６】
障害物画像作成部１４は、制御部１３に蓄積されている１０個の距離データそれぞれについて、車両からの距離を所定の数の段階で表した距離レベルを決定する（ステップＳ４０２）。
【００５７】
距離レベルを決定する方法としては、例えば以下のような方法が考えられる。距離レベルの数は、距離が短い方から順にレベル１、レベル２、レベル３およびレベル４の４段階とする。制御部１３に蓄積された１０個の距離データの最大値および最小値をそれぞれＤmaxおよびＤminとし、ΔＤ＝（Ｄmax−Ｄmin）÷４とするとき、ｉ番目の距離データＤi
についての距離レベルは、次の条件式（２）〜（５）のうちいずれの式を満たすかにより決定される。
【００５８】
Ｄi≦Ｄmin＋ΔＤ  …（２）
Ｄmin＋ΔＤ＜Ｄi≦Ｄmin＋２×ΔＤ  …（３）
Ｄmin＋２×ΔＤ＜Ｄi≦Ｄmin＋３×ΔＤ  …（４）
Ｄmin＋３×ΔＤ＜Ｄi  …（５）
ここで、距離データＤiが、式（２）を満たすならば距離レベルをレベル１とし、式（
３）を満たすならば距離レベルをレベル２とし、式（４）を満たすならば距離レベルをレベル３とし、式（５）を満たすならば距離レベルをレベル４とする。
【００５９】
障害物画像作成部１４は、各距離データについてステップＳ４０２において決定した距離レベルに応じて線の太さを変えて、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて第１の実施形態と同様に障害物存在ラインを描画する（ステップＳ４０３）。例えば、レベル１、レベル２、レベル３、およびレベル４の各距離レベルについて、描画する線の太さをそれぞれ１．０ｍｍ、０．７ｍｍ、０．４ｍｍ、および０．２ｍｍに予め規定しておき、各距離レベルに対応する線の太さで障害物存在ラインをそれぞれ、障害物画像作成部１４は描画する。
【００６０】
図１２Ａ、同図Ｂ、図１３Ａおよび同図Ｂには、本障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像が例示されている。なお、これらの図には、相互の比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これら障害物画像は、第１の実施形態における障害物画像と比較すると、車両からの距離が短い障害物ほど、障害物存在ラインをより太い線で描画したものである。これらの図から、車両からの距離が短い障害物存在ラインＬSCほど、障害物存在ライン（円弧）の線の太さが太くなるように変更されており、障害物存在ラインＬSCが相対的に強調して表示されていることが分かる。
【００６１】
第１の実施形態では、障害物画像における全ての障害物存在ラインが同じ太さで描画されていた。これに対して、本障害物検知装置では、車両からの距離が短い障害物存在ラインＬSCほど太い線で描画される。つまり、車両に近い障害物ほど障害物の位置を示す障害物存在ラインＬSCが強調して描画されるため、運転者がより注意すべき障害物の位置を把握することが容易になる。
【００６２】
なお、本実施形態において、障害物検知装置は、受信信号の振幅がある閾値を超える区間の開始時刻と終了時刻を検出し、その２つの中間の時刻に基づいて算出される距離を障害物と自車両との間の代表距離とする、あるいは、受信信号の振幅がある閾値を超える区間の開始時刻を検出し、それに基づいて算出される距離を障害物と自車両との間の代表距離とした。しかし、代表距離の算出は、これに限ったことではなく、例えば、いわゆるアンダーサンプリング方式を用いてもよい。アンダーサンプリング方式とは、複数のパルス繰返し周期の間は自車両と障害物との相対速度に比べて十分微小であり、その間は自車両と障害物との距離に変化がないという仮定のもとに成り立つ受信信号の検出方法である。微小時間だけ徐々にずらした受信信号と送信信号のコピーとの相関をとっていき、その相関波形の振幅が大きく、相関があると判断したときに、そのときのずらした微小時間の情報が分かっていれば、障害物検知装置は、それにもとづいて算出した距離を障害物と自車両との代表距離とする。
【００６３】
この方法によれば、本実施形態で説明した代表距離の算出に必要とされる高速Ａ／Ｄ変換器が不要であり、より簡単なハードウェア構成で代表距離を算出することが可能となる。
【００６４】
なお、本実施形態では、車両からの距離に基づいて障害物存在ラインＬSCの線の太さを変更することとしたが、これに代えて、障害物存在ラインＬSCの色彩を変えることとしてもよい。これにより、障害物存在ラインＬSCの線の太さを変化させるときと同様に、障害物検知装置は、車両からの距離が短いほど障害物存在ラインＬSCをより強調して表示することができる。
【００６５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。第２の実施形態に係る障害物検知装置は、検知した障害物の位置を、車両からの距離に応じて線の太さを変えた円弧で表していた。これに対して、本障害物検知装置は、検知した障害物の位置を、面積を有する図形（以下、障害物存在エリアと称する）ＡSCで表し、車両からの距離に応じて当該図形の明度を変更することを特徴とする。このような特徴のため、本障害物検知装置に備わる障害物画像作成部１４は、前述の第２の実施形態と相違する処理を行う。
【００６６】
次に、図１４を参照して、本障害物画像作成部１４の処理について、第２の実施形態との相違点を説明する。図１４は、本障害物画像作成部１４の動作を示すフローチャートである。図１４に示されたフローチャートは、第２の実施形態に係るフローチャート（図１１を参照）のステップＳ４０３の処理を、ステップＳ５０３およびステップＳ５０４の処理に置換したものである。それ故、図１４に示すステップのうち、図１１と同じステップについては説明を省略する。
【００６７】
障害物画像作成部１４は、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて、障害物存在エリアＡSCを描画する（ステップＳ５０３）。以下、図１５を参照してステップＳ５０３における障害物画像作成部１４の動作を具体的に説明する。図１５には、ステップＳ５０３において描画される１つの障害物存在エリアＡSCが示されている。図１５に例示された障害物存在エリアＡSCは、方位データθ1および距離データＤ1に基づいて描画されたものであり、その長軸が当該方位に放射されたビームの照射範囲と一致すような楕円形である。図１５に示された点Ｈはアンテナの位置であり、点Ｉ、点Ｊおよび点Ｋは、それぞれ、障害物存在エリアＡSCである楕円形の長軸の両端の２点および障害物存在エリアＡSCの中心点である。なお、障害物存在エリアＡSCは、図７における障害物存在ラインＬSCに対応するものであり、点Ｉおよび点Ｊは障害物存在ラインＬSCの両端と一致する。
【００６８】
障害物画像作成部１４は、方位データと距離データとに基づいて、楕円形の長軸の長さおよび楕円形の中心点の座標を算出する。図１５において、楕円形の長軸ＩＪは、アンテナからの距離が共にＤ1であり、方位が略１６°だけ異なる２点を結ぶ線分なので、長さ
Ｄ1の２つの辺によってはさまれる内角が略１６°である二等辺三角形の他の１辺の長さ
に相当する。ここで、点Ｋは、辺ＩＪの中点なので、三角形△ＨＩＫおよび△ＨＪＫは斜辺の長さがＤ1であり、内角の１つが略８°の直角三角形である。ゆえに辺ＩＫおよび辺
ＪＫの長さは、ともにＤ1sin８°であり、求める長軸ＩＪの長さは、２Ｄ1sin８°となる。
【００６９】
また、楕円の中心点Ｋの座標は、以下の方法で求められる。図１５における三角形△ＨＩＫは、斜辺ＨＩの長さがＤ1 で内角∠ＩＨＫが略８°の直角三角形であるので、辺ＨＫの長さはＤ1cos８°となる。つまり、点Ｋは、アンテナから見た方位がθ1で、アンテナ
からの距離がＤ1cos８°の点であるので、楕円の中心点Ｋの座標は、（ｘ，ｙ）＝（Ｄ1cos８°sinθ1，Ｄ1cos８°cosθ1）となる。
【００７０】
障害物存在エリアの傾きは方位データθ1で与えられる角度θ1そのものである。障害物存在エリアＡscである楕円の短軸の長さは、予め定められた一定の長さである。障害物画像作成部１４は、方位データおよび距離データのそれぞれに基づいて上記のように求めた楕円の長軸および短軸の長さ、中心点の座標、ならびに楕円の傾きに基づいて、各障害物存在エリアＡscを描画する。
【００７１】
次に、障害物画像作成部１４は、ステップＳ５０３において描画した各障害物存在エリアＡscの内部を、車両に近い障害物ほどより強調されるように明度を変えて塗りつぶす（ステップＳ５０４）。より具体的には、第２の実施形態と同様にステップＳ５０２において決定した各距離レベルに対応する明度を予め規定しておき、障害物画像作成部１４は、各障害物存在エリアＡscの内部を、それぞれ対応する距離レベルに応じた明度で各障害物存在エリアＡscの内部を塗りつぶす。
【００７２】
図１６Ａ、同図Ｂ、図１７Ａおよび同図Ｂには、本障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像が例示されている。なお、これらの図には、相互比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これらの障害物画像では、車両からの距離が短い障害物存在エリアＡscほど強調されるように、明度を変えて障害物存在エリアＡscの内部が塗りつぶされている。これらの障害物画像から、車両に近い障害物存在エリアＡscほどより強調して描画されていることが分かる。また、車両が移動して、障害物までの距離が短くなるにしたがって、ビームの照射範囲がより限定されるため、障害物存在エリアＡscである楕円の長軸が短くなり、より正確に障害物の位置が描画されている。
【００７３】
以上のように、本障害物検知装置は、車両に近い障害物ほど障害物の位置を示す障害物存在エリアＡscが強調して描画されるため、運転者は、注意すべき障害物の位置を把握することが容易になる。
【００７４】
なお、本実施形態では、車両からの距離に応じて障害物存在エリアＡscの内部の明度を変更したが、これに代えて、模様を変更することにより、実質的に明度を変更する場合と同様の視覚的効果を得ることとしてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、検知した障害物の位置を楕円形の障害物存在エリアＡscで表すこととしたが、これに代えて、例えばひし形など他の図形を用いてもよい。
【００７６】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。前述の第３の実施形態に係る障害物検知装置は、検知した障害物の位置を、各ビームを放射した方位ごとに、１つの障害物存在エリアＡscで表していた。これに対して、本障害物検知装置は、第３の実施形態の障害物画像における全障害物存在エリアＡscを包含する１つの図形に変更し、その内部をレーダから距離が短い部分ほど強調して描画することを特徴とする。このような特徴に起因して、本障害物画像作成部１４は、前述の第３の実施形態のそれと相違する処理を行う。
【００７７】
次に、図１８を参照して、本障害物画像作成部１４の動作について、第３の実施形態との相違点を説明する。図１８は、本障害物画像作成部１４の動作を示すフローチャートである。図１８に示されたフローチャートは、第３の実施形態に係るフローチャート（図１４を参照）のステップＳ５０４の処理をステップＳ６０４およびステップＳ６０５の処理に置換したものである。それ故、図１８に示すステップのうち、図１４と同じステップについては説明を省略する。
【００７８】
障害物画像作成部１４は、方位が互いに隣り合う各障害物存在エリアＡscの長軸の左端同士および右端同士をそれぞれ接続する線分を描画する（ステップＳ６０４）。例えば、図１５における障害物存在エリアＡscの長軸の左端の点Ｉは、方位θ1−８°でアンテナ
からの距離Ｄ1の点であるので、その座標は、 (ｘ，ｙ)＝（Ｄ1sin（θ1−８°），Ｄ1cos（θ1−８°））となる。同じく障害物存在エリアＡscの長軸の右端の点Ｊは、方位（θ1＋８°）でアンテナからの距離Ｄ1の点であるので、その座標は(ｘ，ｙ)＝（Ｄ1sin（θ1＋８°），Ｄ1cos（θ1＋８°））となる。
【００７９】
次に、障害物画像作成部１４は、全障害物存在エリアおよびステップＳ６０４で描画した線分で囲まれる領域（以下、障害物存在ゾーンと称する）Ｚscの内部を、アンテナ１１３からの距離が短いほど強調されるよう明度を変えて塗りつぶす（ステップＳ６０５）。
【００８０】
ステップＳ６０５における、障害物画像作成部１４が障害物存在ゾーンＺscの内部をアンテナ１１３からの距離に応じて明度を変えて塗りつぶす動作を具体的に説明する。例えば、ｎ段階の異なる明度で障害物存在ゾーンＺscの内部を塗りつぶす場合、障害物画像作成部１４は、障害物存在ゾーンＺscの内部を、アンテナ１１３の位置を中心とする（ｎ−１）個の同心円で等間隔に分割し、分割された障害物存在ゾーンＺscの各部分をアンテナ１１３からの距離に応じてｎ段階の明度で塗り分ける。
【００８１】
より具体的には、距離データの最大値および最小値をそれぞれＤmaxおよびＤminとし、ΔＤ＝（Ｄmax−Ｄmin）÷ｎとしたとき、障害物存在ゾーンをｎ個に分割する（ｎ−１）個の同心円の半径Ｒiは次式（６）で与えられる。
【００８２】
Ｒi＝Ｄmin＋ｉ×ΔＤ  （ｉ＝１，２，３…（ｎ−１））  …（６）
障害物画像作成部１４は、障害物存在ゾーンＺscの内部を、アンテナ１１３の位置を中心としＲiを半径とする（ｎ−１）個の同心円で分割し、アンテナ１１３に近い部分から
順に明度を変えて塗りつぶしていく。なお、障害物存在ゾーンＺscを分割する同心円の円弧は描画されなくともよい。
【００８３】
図１９Ａ、同図Ｂ、図２０Ａおよび同図Ｂのそれぞれには、本障害物画像作成部１４によって作成された障害物画像が例示されている。なお、これらの図には、相互比較のために現実の障害物の外形に相当する線が点線で示されているが、実際の障害物画像にはこれらの点線は描画されない。これらの障害物画像では、４段階の明度のグラデーションで車両からの距離が近い障害物存在エリアほど、濃くなるように障害物存在エリアの内部が塗りつぶされている。これらの図から、障害物存在ゾーンＺscのうち、車両に近い部分ほど濃い色で塗りつぶされ、強調されていることが分かる。また、レーダから障害物までの距離が短くなるにつれて、障害物存在ゾーンＺscが小さくなり、正確に障害物の形状を検知していることが分かる。
【００８４】
以上のように、本障害物検知装置は、車両の周囲に存在する障害物の位置を、車両からの距離が短いほど内部の色を濃くして強調した障害物存在ゾーンＺscとして描画するため、運転者は、注意すべき障害物の位置を把握することが容易になる。
【００８５】
なお、本実施形態において、障害物存在ゾーンＺscは、前述の第３の実施形態における各障害物存在エリア（楕円）Ａscの長軸の左端同士および右端同士をそれぞれ接続する線分を描画し、これらの線分と障害物存在エリアＡscで囲まれる１つの図形であると説明した。しかし、これに限らず、隣り合う各障害物存在エリアＡscの共に接する接線を描画し、これらの接線と障害物存在エリアＡscで囲まれる１つの図形としてもよい。
【００８６】
また、第１ないし第４の実施形態では、各実施形態において障害物が存在する位置を示す障害物存在ラインＬsc、障害物存在エリアＡsc、または障害物存在ゾーンＺscと、障害物の形状を示す折れ線とを同時に表示することとした。これに代えて、障害物が存在する位置を示す障害物存在ラインＬsc、障害物存在エリアＡsc、および障害物存在ゾーンＺscのいずれかのみ、または障害物の形状を示す折れ線ＣＬのみを表示することとしてもよい。
【００８７】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置について説明する。本障害物検知装置は、検知対象となる障害物の正確な形状を予め登録しておき、当該予め登録した障害物の形状と検知した障害物の位置とを比較することにより、検知しようとする障害物と自車両との位置関係を推測することを最初の特徴とする。本障害物検知装置はさらに、検知対象となる障害物の正確な形状を、自車両に対する位置関係と共に表示することを特徴とする。このような特徴に起因して、本障害物検知装置の構成および動作は、以下に説明する点で前述の第１の実施形態と相違する。
【００８８】
図２１は、本障害物検知装置の構成を示すブロック図である。図２１において、障害物検知装置は、第１の実施形態のそれと比較すると、形状データ記憶部１７および形状データマッチング部１８が追加されている点で相違する。それ以外に両障害物検知装置の間には相違点は無いので、本障害物検知装置の構成要素のうち、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、それぞれの説明を省略する。
【００８９】
形状データ記憶部１７は、運転者の自宅ガレージ等の障害物の形状を表す予め入力されたデータ（以下、形状データと称する）を記憶する。
【００９０】
形状データマッチング部１８は、形状データ記憶部１７に記憶されている形状データを読み出して、読み出した形状データと、障害物検知部１１によって検知された障害物の位置とのマッチングを行い、障害物画像において、検知された障害物の形状に対して登録した障害物の形状が最もよく合致するような、形状データの位置および角度を算出する。
【００９１】
ここで、形状データは、駐車場の形状および各種属性を規定する情報である。本実施形態では、形状データは、形状データ番号、形状データ名称、駐車場タイプ、形状点、および形状ベクトルを含む。形状データ番号および形状データ名称は、登録された形状データを識別するためのものである。駐車場タイプは、駐車場の形状、車両が駐車場へ進入するときの進行方向、および縦列／並列駐車等の組み合わせによって分類された駐車場の種類である。形状点および形状ベクトルは、登録した障害物の形状をそれぞれ点データおよびベクトルで表したものである。形状データ番号、形状データ名称、および駐車場タイプは、例えば、運転者の操作により入力部１６から入力され、形状点および形状ベクトルは入力部１６から入力された情報に基づいて算出され、形状データ記憶部１７によって記憶される。
【００９２】
次に、図２２〜図２６を参照して、形状データを登録する時の障害物検知装置の動作の例を説明する。図２２は、形状データ登録時の障害物検知装置の動作の例を示すフローチャートである。図２２において、制御部１３は、運転者等の操作により入力部１６から入力された形状データ番号を受け取る（ステップＳ７０１）。図２３には、形状データ番号設定画面が例示されている。運転者は、入力部１６を用いて、これから登録する形状データの形状データ番号および形状データの名称を、形状データ番号入力欄ＢＸ1および形状
データ名称入力欄ＢＸ2に入力する。
【００９３】
次に、制御部１３は、運転者の操作により入力部１６から入力された駐車場タイプを受け取る（ステップＳ７０２）。より具体的には、入力部１６を用いて、予め用意された駐車場タイプの中から登録しようとしている駐車場タイプを運転者が選択すると、制御部１３は入力された駐車場タイプを受け取る。駐車場タイプは、駐車スペース周囲の障害物の形状、車両が駐車スペースに進入するときの車両の進行方向、および車両が駐車スペースへの進入を開始するときに駐車スペースが車両の右側にあるか左側にあるかを特定したものである。
【００９４】
図２４Ａには、駐車場タイプを選択するための画面が例示されている。図２４Ａに示された駐車場タイプ選択画面では、１種類の駐車スペース周囲の障害物の形状について、車両が駐車スペースに進入するときの車両の進行方向、および車両が駐車スペースへの進入を開始するときに駐車スペースが車両の右側にあるか左側にあるか、および縦列駐車か並列駐車か等によって異なる４種類の駐車場タイプが示されている。なお、駐車場タイプは、図２４Ａに示されたものに限らず、図２５Ａ−同図Ｈに示したような、さまざまな駐車スペース周囲の障害物ＳＣの形状に対応するように用意される。
【００９５】
次に、制御部１３は、運転者の操作により入力部１６から入力された駐車場スペース周囲の障害物の寸法を受け取る（ステップＳ７０３）。具体的には、制御部１３は、ステップＳ７０２で選択された駐車場タイプに対応した駐車場の寸法を設定するための画面を表示し、運転者によって操作される入力部１６から入力された障害物の寸法を受け取る。ここで、図２４Ｂには、駐車場寸法設定画面が例示されている。図２４Ｂに示された駐車場寸法設定画面では、Ｙ1、Ｘ、Ｙ2およびＹ3の４箇所の寸法がそれぞれ入力される。
【００９６】
次に、制御部１３は、ステップＳ７０３において入力された駐車場寸法に基づいて障害物の形状に沿う１０ｃｍ間隔の点（以下、形状点と称する）Ａの座標を算出する（ステップＳ７０４）。さらに制御部１３は、連続して並んだ形状点のうち、車両から見て右端から順に１つの形状点を始点とし、次の形状点を終点とする各ベクトル（以下、形状ベクトルと称する）ａを算出する（ステップＳ７０５）。
【００９７】
ここで、図２６は、ステップＳ７０４およびステップＳ７０５において算出された形状点Ａおよび形状ベクトルａを表す図である。図２６の左側には、障害物の略全体を示す形状点Ａの列が示されており、図２６の右側には、一点鎖線の枠内を拡大図が示されている。図２６の右側にはさらに、形状点Ａおよび形状ベクトルａが示されている。図２６に示された各点は、図２４Ｂのように入力された駐車場寸法に基づいて算出された形状点Ａを表す。図２６に示された各矢印は、形状ベクトルａを表す。
【００９８】
形状データ記憶部１７は、上記のように入力された形状データ番号、形状データ名称および駐車場タイプ、ならびに算出された形状点Ａおよび形状ベクトルａの組み合わせを、１つの形状データとして記憶する（ステップＳ７０６）。
【００９９】
なお、上述した形状データを登録する時の障害物検知装置の動作は、形状データの登録方法の一例であって、形状データの登録方法はこれに限られない。
【０１００】
次に、上記のように登録した形状データと、障害物検知部１１によって検知された障害物のデータとに基づいて、検知対象となる障害物全体の形状と車両との位置関係を表示するときの障害物検知装置の動作を説明する。図２７は、検知した障害物の方位および距離データと、形状データ記憶部１７が記憶している形状データを用いて、自車両に対する障害物の位置および形状を表示するときの障害物検知装置の動作を示すフローチャートである。図２７に示されたフローチャートは、第１の実施形態に係るフローチャート（図３を参照）のステップＳ１０８をステップＳ８０８に置換したものである。それ故、第１の実施形態と同一の処理については説明を省略する。制御部１３は、ステップＳ８０８では、予め登録された障害物の形状を、検知した障害物の形状に対して最もよく合致するように、方位および位置を変えて、障害物画像に重畳した画像を作成する。
【０１０１】
図２８は、図２７に示されたステップＳ８０８のサブルーチン処理を示すフローチャートである。制御部１３は、運転者の操作により入力部１６からの信号を受け取ることにより、ステップＳ８０７で作成された障害物画像に、登録されている形状データを重畳するか否かを判断する（ステップＳ９０１）。上記判断がＮｏの場合、処理は、図２７に示されたメインルーチンに戻る。一方、上記判断がＹｅｓの場合、処理は、ステップＳ９０２に進む。
【０１０２】
ステップＳ９０２では、形状データマッチング部１８は、制御部１３に蓄積されている方位データおよび距離データのそれぞれから各障害物検知点Ｐ、および２個の障害物検知点Ｐの間を所定の間隔で補間する補間点Ｐ’の座標を算出し、算出した各障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の座標に基づいて、検知した障害物の形状を表す障害物ベクトルｂを求める（ステップＳ９０２）。
【０１０３】
次に、図２９および図３０を参照して、ステップＳ９０２における形状データマッチング部１８の、より具体的な動作を説明する。図２９には、障害物画像における、少なくとも１個の障害物検知点Ｐが示されている。また、図３０には、障害物画像と同様に車両のアンテナを原点とする座標系におけるいくつかの障害物検知点Ｐが黒色で、さらにいくつかの補間点Ｐ’が白色で示されている。補間点Ｐ’は、所定の間隔よりも離れている２つの障害物検知点Ｐの間を補間する１つ以上の点であり、その座標は障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の間隔が等しく、かつ形状点の間隔（本実施形態では１０ｃｍ）に最も近い値になるように決定される。例えば、互いに隣り合う２つの障害物検知点Ｐの間の距離を自然数ｎで等分したときに、等分された距離が最も１０ｃｍに近くなる１つの自然数ｎを制御部１３は特定し、その後、特定した自然数ｎから１を減算した数を対象となる２つの障害物検知点Ｐの間に作成する補間点Ｐ’の個数として、制御部１３は決定する。
【０１０４】
形状データマッチング部１８は、障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の座標とに基づいて、連続して並んだ障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’のうち、車両から見て右端から順に１つの点を始点とし、次の点を終点とするベクトル（以下、障害物ベクトルと称する）ｂを算出する。
【０１０５】
次に、形状データマッチング部１８は、検知した障害物の位置とマッチングさせる形状データ番号が入力されているか否かを判断する（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３における判断がＹｅｓの場合、処理はステップＳ９０５へ進む。一方ステップＳ９０３における判断がＮｏの場合、処理はステップＳ９０４へ進み、形状データマッチング部１８は、運転者によって操作された入力部１６から、マッチングを行う形状データ番号を受け取る（ステップＳ９０４）。
【０１０６】
ステップＳ９０５において制御部１３は、ステップＳ９０４で受け取った形状データ番号で識別される形状データを形状データ記憶部１７から読み出し、形状ベクトルの方位を変えながらステップＳ９０２で算出した障害物ベクトルに最も合致する、形状ベクトルの一部と方位とを検出する（ステップＳ９０５）。
【０１０７】
次に、図３１Ａ、同図Ｂ、図３２Ａ−同図Ｄおよび図３３を参照して、ステップＳ９０５における形状データマッチング部１８のより具体的な動作を説明する。なお、これら各図は、ステップＳ９０５における形状データマッチング部１８の動作を説明するための模式図であり、図中に示された形状点Ａ、ならびに障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’の間隔は、実際のものよりも広くなっている。図３１Ａには形状データ記憶部１７から読み出された形状点Ａおよび形状ベクトルａが示されている。図３１Ａに示された点Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、…Ａnは、形状点Ａの例であり、ａ1,0、ａ2,0、ａ3,0…ａn-1,0は、形状ベクト
ルａの例である。図３１Ｂには障害物検知点Ｐおよび補間点Ｐ’、ならびに障害物ベクトルｂが示されている。図３１Ｂに示された点Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、…Ｂnは、障害物検知
点Ｐおよび補間点Ｐ’であり、ｂ1、ｂ2、ｂ3…ｂm-1は、障害物ベクトルｂの例である。
【０１０８】
形状データマッチング部１８は、障害物ベクトルｂと同じ（ｍ−１）個の連続した形状ベクトルａを、全形状ベクトルａから抜き出し、（ｍ−１）個の障害物ベクトルｂと、（ｍ−１）個の形状ベクトルａとを、その順番どおりに対にして、対にしたベクトルｂおよびａの内積の総和を、方位整合度として算出する。例えば、形状ベクトルａ1,0、ａ2,0、ａ3,0…ａm-1,0と、障害物ベクトルｂ1、ｂ2、ｂ3…ｂm-1との方位整合度は、ａ1,0・ｂ1＋ａ2,0・ｂ2＋ａ3,0・ｂ3＋…ａm-1,0・ｂm-1となる。
【０１０９】
形状データマッチング部１８は、全形状ベクトルから抜き出される連続したｍ−１個の形状ベクトルを順番に１ずつずらしながら、それぞれ方位整合度を算出する。
【０１１０】
さらに、形状データマッチング部１８は、形状ベクトルａ1,0、ａ2,0、ａ3,0…ａm-1,0を反時計回りに略１°ずつ回転させた、形状ベクトルａ1,k、ａ2,k、ａ3,k…ａn-1,k（ｋは、回転した角度）について、同様に方位整合度を算出する。図３２Ａ−同図Ｄには、それぞれ略１°、略２°、略３°、略ｋ°の角度に回転させたときの形状ベクトルａが示されている。上記のように算出する方位整合度Ｍは、次式（７）で表される。
【数２】
2004083889.tif 000046
【０１１１】
なお、方位整合度Ｍを算出するときの形状ベクトルａの回転角ｋの値は、読み出された形状データの駐車場タイプに対応する所定の範囲に限定してもよい。例えば、図２４Ｂに示されたような駐車場タイプでは、車両を基準にした駐車スペースの向きは、駐車スペースに進入を開始したときを略０°とすると駐車完了時には、車両の上方から見て反時計回りに９０°回転している。つまり、この駐車場タイプの場合、形状ベクトルの回転角ｋの値は理想的には、０°から９０°の範囲内で変化する。実際には、車両のふらつきや、切り換し等の運転操作を考慮して、０°〜９０°の範囲を若干超える範囲が回転角ｋのとりうる範囲として限定されることが好ましい。
【０１１２】
形状データマッチング部１８は、上記のように算出した全ての方位整合度Ｍのうち、方位整合度Ｍが最大となる（ｍ−１）個の形状ベクトルａi,k、ａi+1,k、…ａi+m-2,kを特
定し、この形状ベクトルａの始点に相当する形状点Ａiおよび角度ｋを検出する。形状デ
ータマッチング部１８は、このように検出した形状点Ａiから順にｍ個の形状点を抜き出
し、形状点Ａiを中心に角度ｋだけ回転させたもの（以下、最高整合形状点Ｑと称する）
が、障害物検知点Ｐに最もよく合致する形状点Ａである。図３３に示された点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4、…Ｃmは、このように検出された最高整合形状点Ｑである。
【０１１３】
次に、形状データマッチング部１８は、ステップＳ９０５で検出された最高整合形状点Ｑが障害物検知点Ｐに対して最もよく合致するような障害物画像上の座標を検出する（ステップＳ９０６）。ステップＳ９０６における形状データマッチング部１８の動作を、より具体的に説明する。まず、形状データマッチング部１８は、障害物検知点Ｂ1の座標と
形状点Ｃ1の座標が一致するように全最高整合形状点Ｑの座標をシフトさせ、障害物検知
点Ｐおよび補間点Ｐ'と最高整合形状点Ｑを順番どおりに対にして、それぞれ対にした２
点間の距離の総和の逆数（以下、位置整合度Ｒと称する）を算出する。
【０１１４】
さらに形状データマッチング部１８は、最高整合形状点Ｑの座標を１０ｃｍずつｘ軸方向およびｙ軸方向に１０段階ずつシフトさせ、各シフトさせた最高整合形状点Ｑの座標について、位置整合度Ｒを算出する。例えば、前後左右にそれぞれ１０段階、最高整合形状点Ｑ全体の座標をシフトすると１００個の位置整合度Ｒが算出される。上記のように最高整合形状点Ｑの位置を変えながら算出する位置整合度Ｒは、次式で算出される。
【数３】
2004083889.tif 000047
【０１１５】
形状データマッチング部１８は、このように算出した全ての位置整合度Ｒのうち最大値を与えるときの形状点Ｃ1の座標（ｘQ、ｙQ）を検出する。
【０１１６】
次に、障害物画像作成部１４は、読み出した全ての形状点について点Ａiを中心に角度
ｋ°だけ回転させて、点Ａiの座標がステップＳ９０６において算出された座標（ｘQ、ｙQ）になるように移動させた座標を算出し、このように算出した形状点の座標を順に接続する線分を障害物画像に重畳して描画する（ステップＳ９０７）。ステップＳ９０７のあと、処理はメインルーチンに戻る。以上のように描画された障害物画像を図３４に示す。図３４から、本実施形態に係る障害物検知装置では、予め登録された障害物の形状が、検知した障害物の位置に合致するように表示され、検知範囲を含む障害物全体の形状が分かり易く表示されていることが分かる。
【０１１７】
以上のように、本障害物検知装置は、予め障害物の形状を記憶しておき、障害物を検知したときに、検知した障害物に対して最もよく合致する位置に、予め登録した検知しようとする障害物の形状を重畳して表示する。これにより、自車両に対する障害物の正確な位置および形状を表示するとともに検知範囲外の障害物の形状も表示することができ、運転者にとって、車両周囲の障害物の形状を把握することがより容易になる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、検知しようとする障害物の形状を表す目的障害物画像を、第１の実施形態における障害物画像に重畳して表示することとしたが、これに代えて、前述の第２ないし第４のいずれかの実施形態における障害物画像に重畳して表示することとしてもよい。
【０１１９】
また、本実施形態では、障害物の形状を登録するときに、形状点と形状ベクトルとが共に形状データ記憶部１７に記憶されることとしたが、これに代えて、形状点のみが形状データ記憶部１７に記憶され、形状ベクトルは、図２８のステップＳ９０４の処理において、形状データ記憶部１７から読み出された形状点から算出されることとしてもよい。
【０１２０】
また、本実施形態では、登録された障害物の形状を表す形状点の間隔は、１０ｃｍであることとしたが、形状点の間隔は、１０ｃｍよりも長くてもよいし、短くてもよい。形状点の間隔が短くなるほど、形状データマッチング部１８における計算の負荷が増加するが、より正確にマッチング処理を行うことができる。また、障害物検知点の間を補完する補間点の間隔は、形状点の間隔に対応して、形状点の間隔に最も近くなるように決定する必要がある。
【０１２１】
また、本発明の第１ないし第５の実施形態に係る障害物検知装置は、放射するビームの照射範囲が比較的広い電波レーダなどを用いた場合でも、車両の周囲に存在する障害物の位置を分かり易く表示することができるが、レーザレーダなどの線ビームを放射するレーダを用いることとしてもよい。
【０１２２】
また、本発明の第１から第５の実施形態における障害物画像を１つの障害物検知装置で実現可能にしておき、運転者によって操作される入力部１６からの信号に基づいて、前述の第１から第５の実施形態における障害物画像のいずれかを表示することとしてもよい。
【０１２３】
本発明を詳細に説明したが、上記説明はあらゆる意味において例示的なものであり限定的なものではない。本発明の範囲から逸脱することなしに多くの他の改変例および変形例が可能であることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明に係る障害物検知装置は、車両と障害物との位置関係を運転者が直感的に把握し易いという技術的効果が必要とされる運転支援装置などの用途に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る障害物検知装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る障害物検知装置が放射するビームの模式図
【図３】本発明の第１ないし第４の実施形態に係る障害物検知装置の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の第１の実施形態において距離算出部が算出する距離データを説明するための模式図
【図５Ａ】本発明の第１の実施形態において障害物検知部が送受信する送信信号および受信信号を例示する第１の模式図
【図５Ｂ】本発明の第１の実施形態において障害物検知部が送受信する送信信号および受信信号を例示する第２の模式図
【図５Ｃ】本発明の第１の実施形態において障害物検知部が送受信する送信信号および受信信号を例示する第３の模式図
【図６】本発明の第１の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の第１の実施形態において障害物画像作成部が障害物画像を作成するときの動作を説明するための図
【図８】本発明の第１の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０８の動作を示すフローチャート
【図９Ａ】本発明の第１の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第１の模式図
【図９Ｂ】本発明の第１の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第２の模式図
【図１０Ａ】本発明の第１の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第１の模式図である。
【図１０Ｂ】本発明の第１の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第２の模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャート
【図１２Ａ】本発明の第２の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第１の模式図
【図１２Ｂ】本発明の第２の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第２の模式図
【図１３Ａ】本発明の第２の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第１の模式図
【図１３Ｂ】本発明の第２の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第２の模式図
【図１４】本発明の第３の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャート
【図１５】本発明の第３の実施形態において障害物画像作成部が障害物画像を作成するときの動作を説明するための図
【図１６Ａ】本発明の第３の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第１の模式図
【図１６Ｂ】本発明の第３の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第２の模式図
【図１７Ａ】本発明の第３の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第１の模式図
【図１７Ｂ】本発明の第３の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第２の模式図
【図１８】本発明の第４の実施形態における図３のサブルーチンステップＳ１０７の動作を示すフローチャート
【図１９Ａ】本発明の第４の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第１の模式図
【図１９Ｂ】本発明の第４の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する第２の模式図
【図２０Ａ】本発明の第４の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第１の模式図
【図２０Ｂ】本発明の第４の実施形態において表示部に表示される障害物画像の他の例を示す第２の模式図
【図２１】本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置が形状データを設定するときの動作を示すフローチャート
【図２３】本発明の第５の実施形態において表示部に表示される形状データ番号設定画面の例示する模式図
【図２４Ａ】本発明の第５の実施形態において表示部に表示される駐車場タイプ選択画面および駐車場寸法設定画面を例示する第１の模式図
【図２４Ｂ】本発明の第５の実施形態において表示部に表示される駐車場タイプ選択画面および駐車場寸法設定画面を例示する第２の模式図
【図２５Ａ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第１の模式図
【図２５Ｂ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第２の模式図
【図２５Ｃ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第３の模式図
【図２５Ｄ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第４の模式図
【図２５Ｅ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第５の模式図
【図２５Ｆ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第６の模式図
【図２５Ｇ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第７の模式図
【図２５Ｈ】本発明の第５の実施形態において形状データ入力時に選択される駐車場タイプを例示する第８の模式図
【図２６】本発明の第５の実施形態において形状データとして記憶される形状点および形状ベクトルを示す図
【図２７】本発明の第５の実施形態に係る障害物検知装置の動作を示すフローチャート
【図２８】本発明の第４の実施形態における図２７のサブルーチンステップＳ７０７の動作を示すフローチャート
【図２９】本発明の第５の実施形態における障害物検知点を示す図
【図３０】本発明の第５の実施形態における障害物検知点および補間点を示す模式図
【図３１Ａ】本発明の第５の実施形態における形状ベクトルおよび障害物ベクトルを例示する第１の模式図
【図３１Ｂ】本発明の第５の実施形態における形状ベクトルおよび障害物ベクトルを例示する第２の模式図
【図３２Ａ】本発明の第５の実施形態における回転させた形状ベクトルを例示する第１の模式図
【図３２Ｂ】本発明の第５の実施形態における回転させた形状ベクトルを例示する第２の模式図
【図３２Ｃ】本発明の第５の実施形態における回転させた形状ベクトルを例示する第３の模式図
【図３２Ｄ】本発明の第５の実施形態における回転させた形状ベクトルを例示する第４の模式図
【図３３】本発明の第５の実施形態において検出された最高整合形状点を例示する図
【図３４】本発明の第５の実施形態において表示部に表示される障害物画像を例示する図
【符号の説明】
【０１２６】
１１  障害物検知部
１２  距離算出部
１３  制御部
１４  障害物画像作成部
１５  表示部
１６  入力部
１１１  送信部
１１２  受信部
１１３  アンテナ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004083889.tif 000048
【図２】
2004083889.tif 000049
【図３】
2004083889.tif 000050
【図４】
2004083889.tif 000051
【図５Ａ】
2004083889.tif 000052
【図５Ｂ】
2004083889.tif 000053
【図５Ｃ】
2004083889.tif 000054
【図６】
2004083889.tif 000055
【図７】
2004083889.tif 000056
【図８】
2004083889.tif 000057
【図９Ａ】
2004083889.tif 000058
【図９Ｂ】
2004083889.tif 000059
【図１０Ａ】
2004083889.tif 000060
【図１０Ｂ】
2004083889.tif 000061
【図１１】
2004083889.tif 000062
【図１２Ａ】
2004083889.tif 000063
【図１２Ｂ】
2004083889.tif 000064
【図１３Ａ】
2004083889.tif 000065
【図１３Ｂ】
2004083889.tif 000066
【図１４】
2004083889.tif 000067
【図１５】
2004083889.tif 000068
【図１６Ａ】
2004083889.tif 000069
【図１６Ｂ】
2004083889.tif 000070
【図１７Ａ】
2004083889.tif 000071
【図１７Ｂ】
2004083889.tif 000072
【図１８】
2004083889.tif 000073
【図１９Ａ】
2004083889.tif 000074
【図１９Ｂ】
2004083889.tif 000075
【図２０Ａ】
2004083889.tif 000076
【図２０Ｂ】
2004083889.tif 000077
【図２１】
2004083889.tif 000078
【図２２】
2004083889.tif 000079
【図２３】
2004083889.tif 000080
【図２４Ａ】
2004083889.tif 000081
【図２４Ｂ】
2004083889.tif 000082
【図２５Ａ】
2004083889.tif 000083
【図２５Ｂ】
2004083889.tif 000084
【図２５Ｃ】
2004083889.tif 000085
【図２５Ｄ】
2004083889.tif 000086
【図２５Ｅ】
2004083889.tif 000087
【図２５Ｆ】
2004083889.tif 000088
【図２５Ｇ】
2004083889.tif 000089
【図２５Ｈ】
2004083889.tif 000090
【図２６】
2004083889.tif 000091
【図２７】
2004083889.tif 000092
【図２８】
2004083889.tif 000093
【図２９】
2004083889.tif 000094
【図３０】
2004083889.tif 000095
【図３１Ａ】
2004083889.tif 000096
【図３１Ｂ】
2004083889.tif 000097
【図３２Ａ】
2004083889.tif 000098
【図３２Ｂ】
2004083889.tif 000099
【図３２Ｃ】
2004083889.tif 000100
【図３２Ｄ】
2004083889.tif 000101
【図３３】
2004083889.tif 000102
【図３４】
2004083889.tif 000103
【国際調査報告】
2004083889.tif 000104
2004083889.tif 000105
2004083889.tif 000106
2004083889.tif 000107