(57)【要約】【課題】車輌後退レーダのセンサ走査範囲を自動的に修正する方法を提供することにある。【解決手段】超音波の車輌後退レーダシステムはセンサ走査範囲および同方法を自動的に修正する。車輌後退レーダシステムは、補正値およびしきい値距離を予め決定する中央演算処理装置を含む。車輌後退レーダが起動すると、その周囲の環境は初期検出値に記録される。初期検出値は、車輌が後退しているとき、前記初期検出値は、環境のために記録される引き続く検出値と比較される。引き続く検出値が初期検出値と補正値との合計より大きいとき、障害物と車輌の超音波センサとの間の距離がしきい値距離と比較される。前者が後者より大きいと、補正値は増大する。したがって、障害物が超音波センサのより近くになると、誤動作を防止すべく、車輌後部での超音波センサの感度が低下する。【選択図】図３Ｂ
2007304095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波センサのための補正値および一つのしきい値距離を予め決定すること、
車輌後退レーダが起動するとき、如何なる障害物をも検出するために前記超音波センサから超音波を送出し、該超音波センサからのそれぞれの初期感知結果を得ること、
初期感知値として前記初期感知結果のそれぞれを記憶すること、
前記超音波センサから引き続く多数の感知結果を得るべく前記超音波センサを使用して連続的に障害物を検出すること、
引き続く感知値としてその後の感知結果のそれぞれを記憶すること、
いずれかの前記超音波センサの引き続く感知値が対応する「初期感知値＋補正値」よりも大きいとき、障害物が検出されたと決定し、該障害物と超音波センサとの間の実距離を計算すること、
コーナー超音波センサとして車輌後部の両側に搭載された前記超音波センサの一つと前記障害物との間の前記実距離が前記しきい値距離よりも大きいとき、対応する前記コーナー超音波センサの感度を減少させるために、実距離が前記しきい値距離より大きいことを検出する前記対応するコーナー超音波センサの補正値を増大させることを含む、車輌後退レーダの超音波のセンサ走査範囲を自動的に修正する方法。
【請求項２】
センサ走査範囲を自動的に修正する請求項１に記載の方法を使用する超音波車輌後退システムであって、
ＣＰＵ（１０）と、
該ＣＰＵ（１０）に接続された記憶装置（２０）と、
前記超音波を放出しまた超音波を受信するために使用される超音波送受信モジュール（３０）であって複数のセンサドライバ（３１）および超音波センサ（３２１−３２４）を含み、前記超音波センサ（３２１−３２４）のそれぞれが前記各センサドライバ（３１）を経て前記ＣＰＵ（１０）に結合されまた該ＣＰＵ（１０）によって超音波を放出するように制御される超音波送受信モジュール（３０）と、
前記超音波センサ（３２１−３２４）により受信された電波を増幅し、その後、それらを前記ＣＰＵ（１０）に送るために該ＣＰＵ（１０）と前記超音波送受信モジュール（３０）との間に接続される信号増幅モジュール（４０）と、
運転者に前記障害物を通知するために前記ＣＰＵ（１０）に接続された警告モジュール（５０）とを含み、
前記記憶装置（２０）は前記超音波センサ（３２１−３２４）のための補正値および一つのしきい値距離を記憶し、前記車輌後退レーダが起動するとき、前記超音波センサ（３２１−３２４）は、如何なる障害物をも検出しまた初期の感知結果を得るために、超音波を送出し、前記記憶装置（２０）は初期感知値として初期の感知結果のそれぞれを記憶し、その後、前記超音波センサ（３２１−３２４）は、引き続く感知結果を得るべく連続的に障害物を検出し、前記記憶装置（２０）は引き続く感知値としてその後の感知結果のそれぞれを記憶し、いずれかの前記超音波センサ（３２１−３２４）の引き続く感知値が対応する「初期感知値＋補正値」よりも大きいとき、障害物が検出されたことを意味し、前記ＣＰＵ（１０）は、前記障害物と前記超音波センサとの間の実距離を計算し、車輌の後部で両側に搭載された前記超音波センサの一つとの間の実距離が前記しきい値距離より大きいとき、前記実距離が前記しきい値距離より大きいことを検出し前記車輌の後部で一側に搭載された対応する前記超音波センサの前記補正値は、感度を減少させるために増大される、超音波車輌後退システム。
【請求項３】
超音波送受信モジュール（３０）は、さらに前記ＣＰＵ（１０）、前記センサドライバ（３１）および前記信号増幅モジュール（４０）に接続されたマルチプレクサ（３３）を含み、該マルチプレクサ（３３）は増幅のために信号を前記信号増幅モジュール（４０）に送るように選定する、請求項３に記載の超音波車輌後退システム。
【請求項４】
前記警告モジュール（５０）は、表示ドライバ（５１２）を経て前記ＣＰＵ（１０）に接続された表示装置（５１１）と、
音響駆動回路（５２１）を経て前記ＣＰＵ（１０）に接続されたブザーである音響警告装置（５２２）とを含む、請求項３に記載の超音波車輌後退システム。
【請求項５】
前記記憶装置（２０）は前記ＣＰＵ（１０）に組み込まれている、請求項３、４または５に記載の超音波車輌後退システム。
【請求項６】
前記ＣＰＵ（１０）はATMega8マイクロプロセッサである、請求項６に記載の超音波車輌後退システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波車輌後退システムおよび方法に関し、より詳細には、そのセンサ走査範囲を自動的に修正する超音波車輌後退システムおよびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者のより安全、便利な駐車のために、後部の障害物によって引き起こされる事故を避けるための車輌後退レーダが、車にしばしば取り付けられる。一般的な車輌後退レーダは、超音波を送出し、反射波を検出することによって、障害物の有無を決定する超音波センサを使用する。超音波が障害物に出会うと、超音波は反射され、超音波センサによって受信される。そのとき、障害物とセンサとの間の実際の距離は、音波の速度（３４０ｍ／ｓ）情報を用いて計算される。
【０００３】
図４に関し、通常の超音波センサ３２は、半球状ではなく、扇状に超音波を送出する。したがって、死角領域３２０が超音波センサ３２の走査領域に存在してしまう。ブラインド領域３２を最小限にするために、超音波センサ３２から放射される超音波は、図５に示されているようにできる限り半球状でなければならない。しかしながら、その場合、走査領域は広くなり過ぎて、車輌の直後に無い他の障害物を検出するかもしれない。そのとき、運転者は誤解し、おそらく間違った判定をする。
【０００４】
前記した問題を解決するために、いくつかのメーカーは、外側への走査領域が以前よりも小さい新しい超音波センサを設計している。そのようなセンサは、車輌の両側の障害物を検出しないように、車輌後部の両側の縁上に配置されている。この場合に、車輌には、２種類の異なるタイプのセンサを設置する必要がある。この方法は、設置および整備を困難にするだけではなく、また、製品価格を増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、車輌後退レーダのセンサ走査範囲を自動的に修正する方法を提供することにある。本発明は、従来技術の誤動作の問題点を解決するために、車輌の後部で両側のセンサの感度を調整する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、主たる技術的手段は、前記方法を車輌後退レーダの中央演算処理装置（ＣＰＵ）に適用する。本方法は、以下のステップ、いくつかの超音波センサのための補正値および一つのしきい値しきい値距離を予め決めること、車輌後退レーダが起動するときに障害物を検出するために、いくつかの超音波センサは、超音波を送出しまたそのいくつかの初期感知結果を得ること、初期感知結果を初期の感知値として記憶すること、超音波センサは、引き続く感知結果を得るべく障害物を検出し続けること、その後の感知結果を引き続く感知値として記憶すること、いずれかの前記超音波センサの引き続く感知値が対応する「初期感知値＋補正値」よりも大きいとき、障害物が検出され、該障害物と超音波センサとの間の実距離を計算すること、および、車輌後部の両側の超音波センサと障害物との間の実際の距離がしきい値距離（例えば６０ｃｍ）より大きいとき、補正値を増大すること、を含む。
【０００７】
上記の技術的手段は、どのような障害物でも、しきい値距離内に存在するか否かを決定することができる。補正値を増大させることによって、障害物の存在を決定する状況は増え、よって、超音波センサの感度は減少する。これは、車輌後部の両側のセンサの感度を動的に調整する目標を達成する。その走査範囲が広すぎることによって車輌直後でない障害物を検出するという車輌後退レーダの誤動作を防止する。
【０００８】
本発明の他の目的は、センサ走査範囲を自動的に修正する車輌後退レーダを提供することにある。該車輌後退レーダは、ＣＰＵ、記憶装置、超音波送受信モジュール、信号増幅モジュールおよび警告モジュールを含む。前記記憶装置は前記ＣＰＵに接続されている。前記超音波送受信モジュールは、超音波を放出し、受ける。該超音波送受信モジュールは、複数のセンサドライバおよび複数の超音波センサを含む。前記超音波センサは、前記センサドライバを経て前記ＣＰＵに結合されている。前記ＣＰＵは、超音波を放出すべく、超音波センサを制御し駆動する。前記信号増幅モジュールは、前記超音波センサにより受信した信号を前記ＣＰＵに送る前に増幅するべく、前記ＣＰＵおよび前記超音波送受信モジュール間に接続されている。前記警告モジュールは如何なる障害物をも運転者に通知するために前記ＣＰＵに接続されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の好適な実施例が図１および図２に例示されている。ここに開示された車輌後退レーダは、ＣＰＵ１０、記憶装置２０、超音波送受信モジュール３０、信号増幅モジュール４０および警告モジュール５０を含む。
【００１０】
ＣＰＵ１０は、本発明の中央演算処理装置である。本実施例では、１ｋｂのメモリを備えるATMega8マイクロプロセッサが用いられた。
【００１１】
記憶装置２０は、デジタルデータの記憶のためにＣＰＵ１０に接続されている。本実施例では、記憶装置２０は前記ATMega8マイクロプロセッサの内部メモリである。
【００１２】
超音波送受信モジュール３０は、超音波の放射および受信のために用いられる。図２Ａに示されているように、超音波送受信モジュール３０は、４つのセンサドライバ３１、４つの超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４およびマルチプレクサ３３を含む。
【００１３】
各センサドライバ３１は、トランジスタＱ１〜Ｑ４と、変圧器Ｔ１〜Ｔ４とを含む。トランジスタＱ１〜Ｑ４のベースは、前記ATMega8マイクロプロセッサのピン１３、１４、１６、１５にそれぞれ接続されている。ＣＰＵ１０から出力されたパルス信号は、トランジスタＱ１〜Ｑ４および変圧器Ｔ１〜Ｔ４により増幅される。
【００１４】
超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４は、センサドライバ３１を経てＣＰＵ１０に接続されている。超音波を出力すべく超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４を制御し駆動するためにトランジスタＱ１〜Ｑ４および変圧器Ｔ１〜Ｔ４によって増幅されたパルス信号を使うことに加えて、超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４は、また反射信号を生じる障害物によって反射された超音波を受ける。
【００１５】
マルチプレクサ３３は、前記ATMega8マイクロプロセッサのピン９および１０と、センサドライバ３１とに接続されている。
【００１６】
信号増幅モジュール４０は、前記ATMega8マイクロプロセッサのピン２４および超音波送受信モジュール３０のマルチプレクサ３３に接続されている。超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４により受信された反射信号は、それらをＣＰＵ１０に送る前に、マルチプレクサ３３のスイッチを経て、増幅のための信号増幅モジュール４０に送られる。本実施例では、図２Ｃに示されているように、信号増幅モジュール４０は、主に３つの演算増幅器（オペアンプ）Ｕ１Ｃ、Ｕ１ＤおよびＵ１Ａから成る。前記増幅器Ｕ１Ｃは、超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４により受信された反射信号を増幅し、それらを前記増幅器Ｕ１Ｄ、抵抗器Ｒ５およびキャパシタＣ８からなる、ノイズ除去のためのバンドパスフィルタに送る。前記反射信号は、さらに前記増幅器Ｕ１Ａにより増幅され、ダイオードＤ３により整流され、その後、最終的にＣＰＵ１０に送られる。
【００１７】
警告モジュール５０は、如何なる障害物についても運転者に通知するためにＣＰＵ１０に接続されている。図１および２に示されているように、本実施例の警告モジュール５０は、表示装置５１１および音響警告装置を含む。表示装置５１１は、駆動回路５２１を経て、前記ATMega8マイクロプロセッサのピン３０、３１に接続されている。前記音響警告装置は、音響駆動回路５２１を経て前記ATMega8マイクロプロセッサのピン１、１２に接続されたブザーである。
【００１８】
ここに開示された車輌後退レーダのセンサ走査範囲を自動的に修正する方法は、上記のＣＰＵ１０に適用される。その動作原理は、障害物で反射された超音波エネルギーは障害物の寸法に比例するという事実に基づく。障害物が大きければ大きいほど、該障害物はより多くの超音波エネルギーを反射する。図３Ａおよび３Ｂに関して、前記方法は、以下のステップを含む。
【００１９】
第１に、４つの補正値およびしきい値距離が予め決定される（ステップ１００）。各補正値は、超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４の1つに対応している。しきい値距離は、本発明の好適な実施例に従って、６０ｃｍに設定される。
【００２０】
車輌後退レーダの起動後、各超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４は、障害物の検出のために直ちに超音波を送出する（ステップ１０１）。
【００２１】
各超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４は、それぞれの超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４に対応する初期感知結果を得るために障害物によって反射された超音波を受信する（ステップ１０２）。
【００２２】
ＣＰＵ１０は、前記初期感知結果を初期感知値に変換し、記憶装置２０にそれらを記憶する（ステップ１０３）。
【００２３】
各超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４は、それぞれ、障害物を検出するための超音波を送出し続け、障害物から反射された超音波を受け続ける。従って、超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４の複数の引き続く感知結果が得られる（ステップ１０４）。
【００２４】
ＣＰＵ１０は、引き続く感知結果を引き続く感知値に変換し、記憶装置２０にそれらを記憶する（ステップ２０）。
【００２５】
その後、超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４の引き続く感知値は、そのいずれの引き続く感知値が前記初期感知値および対応する補正値の合計よりも大きいかを決めるべく、「初期感知値＋補正値」と比較される。もし、大きく無ければ、前記レーダは、範囲内に障害物が無いと決定する（ステップ１０７）。大きければ、そのとき前記レーダは範囲内に障害物が検出されたと決定する（ステップ１０８）。
【００２６】
さらに、障害物が検出されたとき、その障害物と超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４との間の実際の距離が、音速（３４０ｍ／秒）と、超音波の送出および反射超音波の受信間の時間間隔とを使って、計算される（ステップ１０９）。
【００２７】
障害物と、車輌後部の両側の超音波センサとの間の計算された実際の距離は、前記しきい値距離と比較される（ステップ１１０）。後者が前者より大きいと、そのときＣＰＵ１０は、運転者に警告を発するために警告モジュール５０を駆動する（ステップ１１１）。そうでなければ、前記補正値は、増大され（ステップ１１２）、その結果「初期感知値＋補正値」の合計値は大きくなる。したがって、「初期感知値＋補正値」よりも大きくなるために、より大きな引き続く感知値が要求される。すなわち、障害物の寸法は、より大きくなる必要があるか、あるいはそれが車輌のより近くにある必要がある。したがって、超音波センサ３２１、３２２、３２３、３２４の感度は、低下すると考えることができる。
【００２８】
個々に開示された車輌後退レーダの動作原理は次の通り説明される。
【００２９】
車輌が後退する前に、車輌は如何なる障害物とも大きな距離を隔てるであろう。したがって、より少ない超音波が障害物により反射され、結果としてより小さな初期感知値をもたらす。
【００３０】
車輌が後退すると、障害物への距離は、より少なくなるであろう。障害物により決まる両車後部への立体角が大きくなると、より多くの超音波が反射する。よって、その後の感知値は、車輌が後退する前に記録された初期感知値より大きくなるであろう。起こり得るエラーは、その後の感知値が初期感知値と補正値との合計より大きくなることを必要とすることにより、避けられる。
【００３１】
障害物と両側の超音波センサとの間の実際の距離がしきい値距離より大きいとき、それは、障害物が車輌後部の外側にあるかもしれないことを意味している。この場合、車輌後退レーダの感度は、補正値を増大させることによって減少させることができ、その結果、不正確な動作を防止すべことができる。
【００３２】
要約するに、ここに開示の車輌後退レーダは、車輌が後退する前に、初期の周囲状況を記録する。次に、車輌の後退中、障害物が存在するか否かを決めるために、前記初期周囲状況と、周囲状況とを比較する。車輌後部の両側に近くの障害物が全く無いと決定されると、本発明は、感度を減少させるように、車輌後部の両側の超音波センサの走査範囲を自動的に修正する。これは、車輌後退レーダの誤動作による運転者の錯誤を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る車輌後退レーダのブロック図である。
【図２Ａ】本発明に係る前記車輌後退レーダの回路図（その1）である。
【図２Ｂ】本発明に係る前記車輌後退レーダの回路図（その2）である。
【図２Ｃ】本発明に係る前記車輌後退レーダの回路図（その3）である。
【図２Ｄ】本発明に係る前記車輌後退レーダの回路図（その4）である。
【図２Ｅ】本発明に係る前記車輌後退レーダの回路図（その5）である。
【図３Ａ】本発明に係る方法のフローチャート（その１）である。
【図３Ｂ】本発明に係る方法のフローチャート（その２）である。
【図４】従来の車輌後退レーダの超音波センサの走査範囲（その１）の概略図である。
【図５】従来の車輌後退レーダの超音波センサの走査範囲（その２）の概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ＣＰＵ（中央演算処理装置）
２０  記憶装置
３０  超音波送受信モジュール
３１  センサドライバ
３２、３２１、３２２、３２３、３２４  超音波センサ
３２０  死角領域
３３  マルチプレクサ
４０  信号増幅モジュール
５０  警告モジュール
５１１  表示装置
５１２  表示ドライバ
５２１  音響駆動回路
５２２  音響警告装置
【図１】
2007304095.tif 000003
【図２Ａ】
2007304095.tif 000004
【図２Ｂ】
2007304095.tif 000005
【図２Ｃ】
2007304095.tif 000006
【図２Ｄ】
2007304095.tif 000007
【図２Ｅ】
2007304095.tif 000008
【図３Ａ】
2007304095.tif 000009
【図３Ｂ】
2007304095.tif 000010
【図４】
2007304095.tif 000011
【図５】
2007304095.tif 000012