(57)【要約】【課題】自車両と障害物との間の横方向距離の算出に必要となる信号の取得時間を短縮し、当該横方向距離の算出精度を高める。【解決手段】超音波センサ１０１，１０２から障害物までの直線距離ｄを推定する障害物距離推定部１０５と、超音波センサ１０１，１０２の反射波の周波数ｆｄを推定する周波数推定部１０４と、複数の超音波センサ１０１，１０２がそれぞれ１回超音波を送信し、反射波を受信することにより得られる複数の受信信号について、障害物距離推定部１０５が推定した各超音波センサ１０１，１０２から障害物までの直線距離ｄと、周波数推定部１０４が推定した反射波の周波数ｆｄとから、自車両と障害物とを結ぶ線分を自車両の進行方向に対して垂直な面上に投影して得られる線分の長さを推定し、自車両と障害物との間の横方向距離Ｌとする横方向距離推定部１０６とを備えた。【選択図】図１
2013205204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に搭載した複数の超音波センサと、
前記超音波センサの超音波信号の発信、および前記発信された超音波信号が障害物に反射された際の反射波の受信を制御すると共に、前記超音波センサが受信した前記反射波の受信信号を記録する超音波制御部と、
前記超音波制御部が記録した前記受信信号の受信時刻に基づいて、前記超音波センサから前記障害物までの直線距離を推定する障害物距離推定部と、
前記超音波制御部が記録した前記受信信号に基づいて、前記反射波の周波数を推定する周波数推定部と、
前記複数の超音波センサがそれぞれ１回超音波を送信し、反射波を受信することにより得られる前記複数の受信信号について、前記障害物距離推定部が推定した各超音波センサから前記障害物までの直線距離と、前記周波数推定部が推定した前記反射波の周波数とから、前記自車両と障害物とを結ぶ線分を前記自車両の進行方向に対して垂直な面上に投影して得られる線分の長さを推定し、前記自車両と前記障害物との間の横方向距離とする横方向距離推定部とを備えた障害物検出装置。
【請求項２】
自車両に搭載した複数の超音波センサと、
前記超音波センサの超音波信号の発信、および前記発信された超音波信号が障害物に反射された際の反射波の受信を制御すると共に、前記超音波センサが受信した前記反射波の受信信号を記録する超音波制御部と、
前記超音波制御部が記録した前記受信信号の受信時刻に基づいて、前記超音波センサから前記障害物までの直線距離を推定する障害物距離推定部と、
前記超音波制御部が記録した前記受信信号に基づいて、前記反射波の周波数を推定する周波数推定部と、
前記複数の超音波センサのうちいずれか一つの超音波センサから発信された超音波信号が前記障害物に反射された際の反射波を、前記複数の超音波センサが受信することにより得られる前記複数の受信信号について、前記障害物距離推定部が推定した各超音波センサから障害物までの直線距離と、前記周波数推定部が推定した前記反射波の周波数と、前記複数の超音波センサの前記自車両への配置位置情報とから、前記自車両と障害物とを結ぶ線分を前記自車両の進行方向に対して垂直な面上に投影して得られる線分の長さを推定し、前記自車両と前記障害物との間の横方向距離とする横方向距離推定部とを備えた障害物検出装置。
【請求項３】
前記横方向距離推定部は、前記自車両と前記障害物との走行パターンに応じた前記超音波センサから前記障害物までの直線距離と前記反射波の周波数との関係をあらかじめ記憶し、当該記憶した前記直線距離と前記周波数との関係と、前記障害物距離推定部が推定した前記超音波センサから前記障害物までの直線距離、および前記周波数推定部が推定した前記反射波の周波数を比較して類似度を算出し、算出した類似度から前記自車両と前記障害物との走行パターンを特定し、特定した前記自車両と前記障害物との走行パターンから前記横方向距離を推定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記走行パターンは、前記自車両の走行速度、障害物の走行速度、および前記自車両と前記障害物との間の横方向距離の組み合わせであることを特徴とする請求項３記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用の複数個の超音波センサを有し、自車両とその横を通過する他車両などの障害物との間の横方向の間隔（以下、横方向距離と称する）を推定する障害物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の障害物検出装置について、自車両と障害物との間の横方向距離を推定する方法として、例えば特許文献１に示される方法がある。特許文献１には、車載レーダにおいて、ドップラ効果を利用すると想定される方式により、障害物の速度とその変化率と直線距離とを求め、自車両と障害物との間の横方向距離を求める方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４９１９７号公報
【発明の概要】
【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に開示された方法では、障害物の速度の変化率を求めるために、計測を複数回行う必要があるという課題があった。また、障害物は等速直線運動をしていると仮定しているため、後続車両などの速度が変化する場合には精度良く自車両と障害物との間の横方向距離を算出することが難しいという課題があった。
【０００５】
また、超音波センサでの監視領域を広げるなどの目的のために、複数個の超音波センサで超音波の送受信を順番に行う場合、一個の超音波センサで複数回の計測を行うためには、全ての超音波センサでの計測を複数順行わなければならず、この間に障害物の速度が変化する可能性が高い。このために自車両と障害物との間の横方向距離を精度良く算出することは難しい。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、自車両と障害物との間の横方向距離の算出に必要となる信号の取得時間を短縮し、当該横方向距離の算出精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る障害物検出装置は、自車両に搭載した複数の超音波センサと、超音波センサの超音波信号の発信、および発信された超音波信号が障害物に反射された際の反射波の受信を制御すると共に、超音波センサが受信した反射波の受信信号を記録する超音波制御部と、超音波制御部が記録した受信信号の受信時刻に基づいて、超音波センサから障害物までの直線距離を推定する障害物距離推定部と、超音波制御部が記録した受信信号に基づいて、反射波の周波数を推定する周波数推定部と、複数の超音波センサがそれぞれ１回超音波を送信し、反射波を受信することにより得られる複数の受信信号について、障害物距離推定部が推定した各超音波センサから障害物までの直線距離と、周波数推定部が推定した反射波の周波数とから、自車両と障害物とを結ぶ線分を自車両の進行方向に対して垂直な面上に投影して得られる線分の長さを推定し、自車両と障害物との間の横方向距離とする横方向距離推定部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、自車両と障害物との間の横方向距離の算出に必要となる信号を短時間で取得し、当該横方向距離の算出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による障害物検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による障害物検出装置の配置位置および障害物との位置関係を示す図である。
【図３】実施の形態１による障害物検出装置の横方向距離推定部があらかじめ記憶する自車両−障害物走行パターン毎の周波数と直線距離との関係を示す図である。
【図４】図３に示す各自車両−障害物走行パターンのパラメータの組み合わせを示す図である。
【図５】実施の形態１による障害物検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１による障害物検出装置の横方向距離推定部の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２による障害物検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２による障害物検出装置の横方向距離推定部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による障害物検出装置の構成を示すブロック図である。図１において障害物検出装置１００は、超音波センサ１０１，１０２、超音波センサ制御部１０３、周波数推定部１０４、障害物距離推定部１０５および横方向距離推定部１０６で構成されている。
超音波センサ制御部１０３は、超音波センサ１０１、１０２に順番に駆動信号を送信する。超音波センサ１０１、１０２は、超音波センサ制御部１０３から入力される駆動信号に基づいて超音波を出力する。なお、超音波センサ制御部１０３による１回の駆動信号の送信につき、超音波センサ１０１と超音波センサ１０２のいずれか１つの超音波センサから超音波を出力させる。次に、超音波センサ制御部１０３は、超音波センサ１０１と超音波センサ１０２のいずれか直前に駆動信号を送信した超音波センサから超音波を受信する制御を行い、受信信号を取得する。
【００１１】
周波数推定部１０４は、超音波センサ制御部１０３が取得した受信信号から、障害物からの反射波と見られる時間区間の信号を特定する。さらに、特定した時間区間の信号の主な周波数成分を算出し、算出した周波数成分を障害物からの受信波の周波数と推定する。なお以下では、超音波センサ１０１で得た受信信号に基づいて推定した障害物からの受信波の周波数を周波数ｆｄ１とし、超音波センサ１０２で得た受信信号に基づいて推定した障害物からの受信波の周波数を周波数ｆｄ２とする。
【００１２】
障害物距離推定部１０５は、超音波センサ制御部１０３が取得した受信信号から、障害物からの反射波と見られる信号の受信時刻を算出し、さらに超音波の伝播速度、および超音波を送信した時刻とを用いて、障害物と、直前に超音波を送信した超音波センサとの間の直線距離を推定する。なお以下では、超音波センサ１０１で得た受信信号に基づいて推定した障害物と超音波センサ１０１との間の直線距離を直線距離ｄ１とし、超音波センサ１０２で得た受信信号に基づいて推定した障害物と超音波センサ１０２との間の直線距離を直線距離ｄ２とする。
【００１３】
横方向距離推定部１０６は、周波数推定部１０４が推定した周波数ｆｄ１，ｆｄ２と、障害物距離推定部１０５が推定した直線距離ｄ１，ｄ２とを用いて、自車両と障害物との間の横方向距離Ｌを推定し、横方向距離推定結果として出力する。ここで、横方向距離Ｌとは、自車両と障害物とを結ぶ線分を自車両の進行方向に垂直な面上に投影した際の線分の長さであり、自車両とその横を通過する障害物との間の横方向の間隔である。なお、横方向距離Ｌの推定方法の詳細については後述する。
また、横方向距離推定部１０６は、メモリ（不図示）を備え、当該メモリにあらかじめ算出された自車両と障害物との走行パターン（以下、自車両−障害物走行パターンと称する）毎の周波数と直線距離との関係を記憶する。記憶された自車両−障害物走行パターン毎の周波数と直線距離との関係は、横方向距離推定部１０６が現在の自車両と障害物との走行パターンを推測する際に参照する。
【００１４】
図２は、この発明の実施の形態１による障害物検出装置の配置位置および障害物との位置関係を示す一例である。
図２には、超音波センサ１０１，１０２を固定した自車両２０３と、当該自車両２０３に対して障害となる障害物２０４を示している。障害物２０４は、例えば自車両２０３の走行車線の隣車線の斜め後方を走行する車両である。また、図２に示すように、自車両２０３は走行速度Ｖｓで走行し、障害物２０４は走行速度Ｖｔで走行する。また、自車両２０３と障害物２０４との間は、横方向距離Ｌ離間し、障害物２０４と超音波センサ１０１との間の直線距離は上述した直線距離ｄ１であり、障害物２０４と超音波センサ１０２との間の直線距離は上述した直線距離ｄ２である。また、超音波センサ１０１から見た自車両２０３の進行方向Ｘと障害物２０４との間のなす角はθ１であり、同様に超音波センサ１０２から見た自車両２０３の進行方向Ｘと障害物２０４との間のなす角はθ２である。
【００１５】
図３は、この発明の実施の形態１による障害物検出装置の横方向距離推定部があらかじめ記憶する自車両−障害物走行パターン毎の周波数と直線距離との関係を示す一例である。また図４は、図３に対応する各自車両−障害物走行パターンのパラメータの組み合わせを示す図である。
まず、図３は、超音波センサ１０１，１０２の送信周波数が５０ｋＨｚ、超音波の伝播速度が秒速３４０ｍであったときの、自車両２０３の走行速度Ｖｓ、障害物２０４の走行速度Ｖｔ、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌの３つのパラメータが、図４に示す組み合わせであった場合に推定される周波数ｆｄと直線距離ｄとの関係を曲線で示している。なお、図３では曲線（１）から曲線（５）の５つの周波数−直線距離関係曲線を示している。なお、周波数ｆｄは上述した周波数ｆｄ１および周波数ｆｄ２であり、直線距離ｄは上述した直線距離ｄ１および直線距離ｄ２である。
【００１６】
また図４は、図３で示した曲線（１）から曲線（５）を構成する自車両−障害物走行パターンを示している。自車両−障害物走行パターンは、自車両２０３の走行速度Ｖｓ、障害物２０４の走行速度Ｖｔ、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌの組み合わせのパターンである。例えは、図３の曲線（１）を構成する自車両−障害物走行パターンは、自車両２０３の走行速度Ｖｓが時速８０ｋｍ、障害物２０４の走行速度Ｖｔが時速８５ｋｍ、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌが２．５ｍのパターンである。
【００１７】
次に、図５のフローチャート参照しながら、上述した図２で示した具体例に基づいて障害物検出装置１００の詳細な処理内容について説明する。図５は、この発明の実施の形態１による障害物検出装置の動作を示すフローチャートである。
超音波センサ制御部１０３は、超音波センサ１０１に対して駆動信号を送信する（ステップＳＴ１）。超音波センサ１０１が超音波を送信すると同時に、超音波センサ１０１は反射波の受信を開始する（ステップＳＴ２）。あらかじめ設定した時間が経過した後、超音波センサ１０１は反射波の受信を終了し、超音波センサ制御部１０３は超音波センサ１０１が受信した受信波をメモリ（不図示）に記録する（ステップＳＴ３）。
【００１８】
次に、周波数推定部１０４は、超音波センサ制御部１０３がメモリに記録した受信波のデータを参照し、障害物２０４からの反射波と推定される箇所を特定する（ステップＳＴ４）。例えば、受信波の受信信号のうち、振幅値がある閾値を越えた箇所から前後一定区間内の受信信号を障害物２０４からの反射波とみなす。
【００１９】
周波数推定部１０４は、障害物２０４からの反射波とみなした時間区間の受信信号の基本周波数を推定し、周波数ｆｄ１を算出する（ステップＳＴ５）。例えば、所定の時間区間についてＦＦＴ（高速フーリエ変換）結果から、受信信号のパワーの大きい周波数を算出することにより、反射波の基本周波数を推定する。推定された反射波の基本周波数を、超音波センサ１０１について受信した周波数ｆｄ１とする。この周波数ｆｄ１は、ドップラ効果により、障害物２０４が自車両２０３に接近する速度が大きいほど、高い値となる。
【００２０】
障害物距離推定部１０５は、超音波センサ制御部１０３がメモリに記録した受信波のデータを参照し、障害物２０４からの反射波と推定される信号が観測された時刻を算出する（ステップＳＴ６）。例えば、受信波の受信信号のうち、振幅値がある閾値を越えた箇所を障害物２０４からの反射波とみなし、当該受信信号の受信時刻を算出する。さらに障害物距離推定部１０５は、算出した受信時刻と、現在の超音波の伝播速度とから、障害物２０４と超音波センサ１０１との間の直線距離ｄ１を推定する（ステップＳＴ７）。当該障害物距離推定部１０５による推定は、一般的にＴＯＦ方式（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ方式）と呼ばれる方式である。
【００２１】
なお、上述した説明では、超音波センサ１０１に対して処理を行い、反射波の周波数ｆｄ１および障害物２０４と超音波センサ１０１との間の直線距離ｄ１を推定したが、超音波センサ１０２の超音波の送信および受信に対しても上述したステップＳＴ１からステップＳＴ７と同様の処理を行い、反射波の周波数ｆｄ２および直線距離ｄ２を推定する。
【００２２】
次に、横方向距離推定部１０６は、上述した処理により得られた直線距離ｄ１，ｄ２および周波数ｆｄ１，ｆｄ２の値を用いて、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌを推定する（ステップＳＴ８）。図２に示すように、超音波センサ１０１と超音波センサ１０２は自車両２０３の側面に設置されており、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌと、超音波センサ１０１と障害物２０４との間の横方向距離と、超音波センサ１０２と障害物２０４との間の横方向距離とは同一であるとする。ステップＳＴ８で推定された横方向距離Ｌは横方向距離推定結果として出力され（ステップＳＴ９）、処理を終了する。
【００２３】
次に、図６のフローチャート参照しながら、上述した図２から図４で示した具体例に基づいて横方向距離推定部１０６の詳細な処理内容について説明する。図６は、この発明の実施の形態１による障害物検出装置の横方向距離推定部の動作を示すフローチャートである。
横方向距離推定部１０６は、周波数推定部１０４が推定した超音波センサ１０１の周波数ｆｄ１および障害物距離推定部１０５が推定した直線距離ｄ１を用いて、メモリにあらかじめ記憶された自車両−障害物走行パターン毎の周波数と直線距離との関係との間の類似度を算出する（ステップＳＴ１１）。
【００２４】
類似度の算出には、例えば図３に示した周波数と直線距離との関係を利用するが、当該周波数と直線距離との関係は自車両−障害物走行パターン毎に異なる。例えば、図４の曲線（１）に示す自車両−障害物走行パターンでは、周波数ｆｄと直線距離ｄとの間には図３の曲線（１）に示す関係がある。実際に観測された周波数ｆｄと直線距離ｄとが図３で示されるいずれの曲線に近いかを判定することにより、現在の自車両−障害物走行パターンを特定することができる。ここで、自車両−障害物走行パターンとは、自車両２０３の走行速度Ｖｓ、障害物２０４の走行速度Ｖｔおよび障害物２０４の横方向距離Ｌの組み合わせパターンである。
【００２５】
具体的な類似度の算出は次のように定式化することができる。
ｍ番目の自車両−障害物走行パターンについての類似度は、以下に示す式（１）から式（４）に基づいて算出される。まず、直線距離ｄｎと、超音波センサからみた障害物の方角θｎとの関係を下記の式（１）で示す。
ｄｎ＝Ｌｍ／ｓｉｎθｎ    ・・・（１）
また、ドップラ周波数を下記の式（２）で表す（ドップラ周波数と音速、送信器受信機の移動速度の関係は以下の参考文献１を参照）。
2013205204.tif 000003
[参考文献１]
伊東正安、望月剛著、「超音波診断装置」コロナ社、１２０頁−１２３頁
【００２６】
次に、式（１）および式（２）とから障害物の方角θｎを消去した下記の式（３）を求める。
2013205204.tif 000004
さらに式（３）の左辺の、各超音波センサ出力を代入した値の絶対値の和の逆数を示す下記の式（４）を求める。
2013205204.tif 000005
この式（４）の値をｍ番目の自車両−障害物走行パターンの類似度とする。
【００２７】
なお、上述した式（１）から式（４）において、ｎは超音波センサを示す番号であり、この実施の形態１の場合、ｎ＝１０１，１０２となる。ｆは超音波センサから送信した超音波の基本周波数であり、Ｖは超音波の音速、ｍは自車両−障害物走行パターンの番号、Ｌｍはｍ番目の自車両−障害物走行パターンについての横方向距離、Ｖｓｍはｍ番目の自車両−障害物走行パターンについての自車両の走行速度、Ｖｔｍはｍ番目の自車両−障害物走行パターンについての障害物の走行速度を表す。
【００２８】
次に、横方向距離推定部１０６は、ステップＳＴ１１で算出した類似度のうち、あらかじめ設定した閾値よりも大きい類似度の自車両−障害物走行パターン番号ｍを特定する（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２において特定された自車両−障害物走行パターンが存在するか否か判定を行う（ステップＳＴ１３）。いずれの自車両−障害物走行パターンも閾値を下回る場合（ステップＳＴ１３；ＮＯ）、測定が異常であったとみなして異常処理を行い（ステップＳＴ１８）、処理を終了する。
【００２９】
一方、特定された自車両−障害物走行パターンが存在すると判定された場合（ステップＳＴ１３；ＹＥＳ）、さらに特定された自車両−障害物走行パターンが一つだけ存在するか否か判定を行う（ステップＳＴ１４）。特定された自車両−障害物走行パターンが一つだけ存在する場合（ステップＳＴ１４；ＹＥＳ）、特定された自車両−障害物走行パターンが現在の障害物の走行パターンであると判断し、当該自車両−障害物走行パターンにおける横方向距離Ｌを横方向距離推定結果として出力し（ステップＳＴ１９）、処理を終了する。
【００３０】
一方、特定された自車両−障害物走行パターンが複数個である場合（ステップＳＴ１４；ＮＯ）も存在する。これは、複数の自車両−障害物走行パターンに対応する複数の曲線は互いに交点を持つためである。例えば、図３に示した交点Ｐ１において、曲線（３）と曲線（４）とが交わる。このため、単一個、単一回の超音波センサによる超音波の送受信結果から得られる直線距離ｄおよび周波数ｆｄのみからでは、図３上の点Ｐ１の状態にあることは分かるが、曲線（４）で示される自車両−障害物走行パターンであるのか、あるいは曲線（３）で示される自車両−障害物走行パターンであるのかは判定することができない。
【００３１】
これに対して、異なる超音波センサで得た直線距離ｄおよび周波数ｆｄから、現在の状態が例えば図３に示す点Ｐ２にもあることが判明した場合には、現在の自車両−障害物走行パターンが曲線（３）で描かれるパターンであることを特定することができる。そのため、超音波センサ１０２について直線距離ｄ２および周波数ｆｄ２を用いて、超音波センサ１０１に対して行った類似度算出と同様の処理を行い、類似度を算出して評価することにより、自車両−障害物走行パターンを絞り込む。
【００３２】
すなわち横方向距離推定部１０６は、ステップＳＴ１２の処理で特定した複数の自車両−障害物走行パターンｍ１，ｍ２，・・・，ｍｋについて、超音波センサ１０２の周波数ｆｄ２および直線距離ｄ２を用いて上述した式（４）を用いてｋ個の類似度を算出する（ステップＳＴ１５）。さらにステップＳＴ１５で算出したｋ個の類似度のうち、あらかじめ設定した閾値以上となる自車両−障害物走行パターンを特定する（ステップＳＴ１６）。
【００３３】
次に、横方向距離推定部１０６は、ステップＳＴ１６において特定された自車両−障害物走行パターンが一つだけ存在するか否か判定を行う（ステップＳＴ１７）。特定された自車両−障害物走行パターンが一つだけ存在する場合（ステップＳＴ１７；ＹＥＳ）、特定された自車両−障害物走行パターンが現在の障害物の走行パターンであると判断し、特定された自車両−障害物走行パターンが現在の障害物の走行パターンであると判断し、当該自車両−障害物走行パターンにおける横方向距離Ｌを横方向距離推定結果として出力し（ステップＳＴ１９）、処理を終了する。一方、特定された自車両−障害物走行パターンが複数個である場合（ステップＳＴ１７；ＮＯ）、測定が異常であったとみなして異常処理を行い（ステップＳＴ１８）、処理を終了する。
【００３４】
以上の手順により、横方向距離推定部１０６は、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌを推定する。
なお、上述した説明では、２つの超音波センサ１０１，１０２を配置する構成を示したが、超音波センサの数は２個に限定されるものではなく、例えば３個の超音波センサで得た周波数ｆｄおよび直線距離ｄから自車両−障害物走行パターンを特定するように構成してもよい。
【００３５】
以上のように、この実施の形態１によれば、２の超音波センサ１０１，１０２による各１回ずつの超音波の送受信結果に基づいて、あらかじめ記憶した自車両−障害物走行パターンとの間の類似度を算出して自車両−障害物走行パターンを特定し、自車両と障害物との間の横方向距離Ｌを算出するように構成したので、複数の超音波センサを用いて少ない超音波の送受信回数で自車両と障害物との間の横方向距離を推定することができ、障害物の移動速度が変化する場合であっても精度良く横方向距離を推定することができる。これにより、自車両と障害物との間の横方向距離算出に必要な信号の取得に要する時間が短縮され、横方向距離算出の精度を高めることができる。
【００３６】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、一方の超音波センサで超音波を送信し、同一の超音波センサで超音波を受信した後、次の超音波センサで超音波を送信して受信する処理を繰り返す構成を示した。そのため、一方の超音波センサで超音波を送信し、障害物で反射して異なる超音波センサで超音波を受信した結果得られる受信信号は用いていない。
そこで、この実施の形態２では、一方の超音波センサで超音波を送信し、障害物で反射して異なる超音波センサで超音波を受信した結果得られる受信信号も用いて、より短時間に自車両と障害物との間の横方向距離Ｌの推定処理を行う構成を示す。実施の形態２においても、横方向距離Ｌは自車両と障害物とを結ぶ線分を自車両の進行方向に垂直な面上に投影した際の線分の長さであり、自車両とその横を通過する障害物との間の横方向の間隔である。
【００３７】
なお、実施の形態２の障害物検出装置１００の構成要素は、図１で示した実施の形態１による障害物検出装置１００の構成要素と同一であるため、ブロック図の記載を省略する。また、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して、実施の形態１と異なる処理動作についてのみ説明を行う。また、自車両と障害物とは、実施の形態１の図２で示した関係を有し、図３で示した周波数と直線距離との関係および図４で示した自車両−障害物走行パターンを横方向距離推定部１０６のメモリ（不図示）にあらかじめ記憶しているものとする。
【００３８】
図７は、実施の形態２による障害物検出装置の動作を示すフローチャートである。
超音波センサ制御部１０３が、超音波センサ１０１に対して駆動信号を送ると（ステップＳＴ１）、超音波センサ１０１が超音波を送信すると同時に、超音波センサ１０１および超音波センサ１０２は反射波の受信を開始する（ステップＳＴ２１）。あらかじめ設定した時間が経過した後、超音波センサ１０１，１０２は反射波の受信を終了し、超音波センサ制御部１０３は超音波センサ１０１，１０２が受信した受信波をメモリ（不図示）に記録する（ステップＳＴ２２）。
【００３９】
次に、周波数推定部１０４は、超音波センサ制御部１０３がメモリに記録した、超音波センサ１０１，１０２それぞれの受信波のデータを参照し、障害物２０４からの反射波と推定される箇所を特定する（ステップＳＴ２３）。さらに、周波数推定部１０４は、障害物２０４からの反射波とみなした時間区間の受信信号の基本周波数を推定する（ステップＳＴ２４）。なお、以下では超音波センサ１０１の受信波の信号データから推定した基本周波数を周波数ｆｄ１、超音波センサ１０２の受信波の信号データから推定した基本周波数を周波数ｆｄ２とする。
【００４０】
障害物距離推定部１０５は、超音波センサ制御部１０３がメモリに記録した、超音波センサ１０１，１０２それぞれの受信波のデータを参照し、障害物２０４からの反射波と推定される信号が観測された時刻を算出する（ステップＳＴ２５）。次に、障害物距離推定部１０５は、算出した受信時刻と、現在の超音波の伝播速度とから、障害物２０４と超音波センサ１０１との間の直線距離ｄ１と、超音波センサ１０１から障害物２０４に至り、障害物２０４から超音波センサ１０２に至るまでの間の直線経路ｄ１２を推定する（ステップＳＴ２６）。
【００４１】
さらに障害物距離推定部１０５は、ステップＳＴ２６で推定した直線距離ｄ１と直線距離ｄ１２を用いて、以下の式（５）に基づいて障害物２０４と超音波センサ１０２との間の直線距離ｄ２を算出する（ステップＳＴ２７）。
ｄ１２＝ｄ１＋ｄ２    ・・・（５）
次に、横方向距離推定部１０６は、ステップＳＴ２７により得られた直線距離ｄ１，ｄ２、およびステップＳＴ２４で推定した周波数ｆｄ１，ｆｄ２の値を用いて、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌを推定する（ステップＳＴ８）。ステップＳＴ８で推定された横方向距離Ｌは横方向距離推定結果として出力され（ステップＳＴ９）、処理を終了する。
【００４２】
次に、図８のフローチャート参照しながら、横方向距離推定部１０６の詳細な処理内容について説明する。図８は、この発明の実施の形態２による障害物検出装置の横方向距離推定部の動作を示すフローチャートである。なお、以下では実施の形態１に係る障害物検出装置と同一のステップには図６で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
横方向距離推定部１０６は、図６のフローチャートのステップＳＴ１１からステップＳＴ１４と同一の処理を行う。ステップＳＴ１４において、自車両−障害物走行パターンを特定することができなかった場合、図８のフローチャートのステップＳＴ３１およびステップＳＴ３２の処理を行うことにより、自車両−障害物走行パターンを特定する。横方向距離推定部１０６は、ステップＳＴ１２の処理で特定した複数の障害物の走行パターンｍ１，ｍ２，・・・，ｍｋについて、周波数ｆｄ１２および直線距離ｄ２を用いて類似度を算出する（ステップＳＴ３１）。
【００４３】
ｆｄ１２は、超音波センサ１０１から障害物２０４を経由して超音波センサ１０２へ至る経路を伝播した超音波のドップラ周波数であると考えられる。このｆｄ１２は下記の式（６）のように表せる。
2013205204.tif 000006
また、式（６）と式（１）とから、θ１、θ２を消去した下記の式（７）を求める。
2013205204.tif 000007
式（７）の左辺の絶対値の逆数を、ｍ番目の自車両−障害物走行パターンについての類似度として用いる。
【００４４】
横方向距離推定部１０６は、ステップＳＴ３１で算出した類似度のうち、あらかじめ設定した閾値以上となる自車両−障害物走行パターンを特定する（ステップＳＴ３２）。その後、横方向距離推定部１０６は、ステップＳＴ１７からステップＳＴ１９と同一の処理を行い、自車両−障害物走行パターンを絞り込む。
【００４５】
以上の手順により、横方向距離推定部１０６は、自車両２０３と障害物２０４との間の横方向距離Ｌを推定する。
なお、上述した説明では、超音波センサ１０１から送信された超音波を超音波センサ１０１および超音波センサ１０２で受信する構成を示したが、超音波センサ１０２から送信された超音波を超音波センサ１０１および超音波センサ１０２で受信するように構成してもよく、上述した処理により同様に横方向距離Ｌを推定することができる。
【００４６】
また、上述した説明では、２つの超音波センサ１０１，１０２を配置する構成を示したが、超音波センサの数は２個に限定されるものではなく、例えば３個の超音波センサを配置し、１つの超音波センサから送信された超音波を３つの超音波センサで受信することにより得た周波数ｆｄおよび直線距離ｄから自車両−障害物走行パターンを特定するように構成してもよい。
【００４７】
以上のように、この実施の形態２によれば、１つの超音波センサ１０１または超音波センサ１０２から送信された超音波を２つの超音波センサ１０１，１０２で受信した結果に基づいて、あらかじめ記憶した自車両−障害物走行パターンとの間の類似度を算出して自車両−障害物走行パターンを特定し、自車両と障害物との間の横方向距離Ｌを算出するように構成したので、少ない超音波の送信回数で自車両と障害物との間の横方向距離を推定することができ、障害物の移動速度が変化する場合であっても精度良く横方向距離を推定することができる。これにより、自車両と障害物との間の横方向距離算出に必要な信号の取得に要する時間が短縮され、横方向距離算出の精度を高めることができる。
【００４８】
なお、上述した実施の形態１および実施の形態２では、自車両と障害物となる他の車両との間の横方向距離を算出する構成を示したが、本発明の構成は車両に限定されることなく種々の移動体に適用可能である。
【００４９】
なお、上述した実施の形態１および実施の形態２において示した異常処理として、例えば現在の解析結果を参照せずに次の解析処理に移行する、あるいは警告ランプの点灯や警告音を発生させることにより計測できない状態であることをユーザに報知するなど、適宜構成可能である。
【００５０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１００  障害物検出装置、１０１，１０２  超音波センサ、１０３  超音波センサ制御部、１０４  周波数推定部、１０５  障害物距離推定部、１０６  横方向距離推定部、２０３  自車両、２０４  障害物。
【図１】
2013205204.tif 000008
【図２】
2013205204.tif 000009
【図３】
2013205204.tif 000010
【図４】
2013205204.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013205204.tif 000014
【図８】
2013205204.tif 000015