(57)【要約】【課題】検知距離を維持し且つ誤検知を低減させた障害物検知装置を提供する。【解決手段】センサ１は、車両に取り付けられ、車両の周囲の空間に信号波を間欠的に送信する送信部１１及び送信部１１から送信される信号波のうち障害物で反射した反射波を受信する受信部１２を具備する。検知部２は、受信部１２で受信した反射波に基づいて障害物の存在を検知する。記憶部５は、受信部１２で受信した反射波の波形を記憶する。センサ１は、送信部１１から送信される信号波の少なくとも一部が道路で反射して受信部１２で受信されるように配置される。記憶部５は、送信部１１から送信される信号波のうち道路で反射した反射波の波形を記憶する。演算部３は、受信部１２で受信した反射波の波形と記憶部５に記憶させた反射波の波形との差分波形を生成する。そして、検知部２は、演算部３で生成した差分波形に基づいて障害物の存在を検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取り付けられ、前記車両の周囲の空間に信号波を間欠的に送信する送信部及び前記送信部から送信される前記信号波のうち障害物で反射した反射波を受信する受信部を具備するセンサと、
前記受信部で受信した前記反射波に基づいて前記障害物の存在を検知する検知部と、
前記受信部で受信した前記反射波の波形を記憶する記憶部と、を備え、
前記センサは、前記送信部から送信される前記信号波の少なくとも一部が道路で反射して前記受信部で受信されるように配置されており、
前記記憶部は、前記送信部から送信される前記信号波のうち前記道路で反射した反射波の波形を記憶し、
前記受信部で受信した前記反射波の波形と前記記憶部に記憶させた前記反射波の波形との差分波形を生成する演算部を備え、
前記検知部は、前記演算部で生成した前記差分波形に基づいて前記障害物の存在を検知することを特徴とする障害物検知装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記受信部で受信した前記反射波と比較するための基準波形として、前記道路で反射した前記反射波の波形を予め記憶していることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記受信部で受信した前記反射波と比較するための基準波形として、前記道路で反射した前記反射波の波形を前記記憶部に記憶させる制御部を備え、
前記制御部は、前記演算部で生成した前記差分波形の振幅が基準値より小さい場合には、前記道路で反射した前記反射波の波形に前記差分波形の平均値を加えた波形を新たな前記基準波形として前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に障害物検知装置に関し、より詳細には、超音波や電磁波などを利用して障害物を検知する障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を利用して障害物を検知する障害物検知装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。この障害物検知装置は、超音波の送受信を行う超音波センサと、超音波を送受信するための各種の演算処理を行う電子制御装置（ＥＣＵ）とを備える。
【０００３】
そして、この障害物検知装置では、超音波センサから送信された超音波のうち障害物などに当たって反射した反射波を基準値と比較することによって、障害物の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０７１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に示した障害物検知装置では、道路で反射した反射波を検出することによって道路を障害物として誤検知する可能性があるため、超音波センサから送信される超音波の振幅を減衰させており、その結果、検知距離が短くなっていた。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されており、検知距離を維持し且つ誤検知を低減させた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】
【０００７】
本発明の障害物検知装置は、車両に取り付けられ、前記車両の周囲の空間に信号波を間欠的に送信する送信部及び前記送信部から送信される前記信号波のうち障害物で反射した反射波を受信する受信部を具備するセンサと、前記受信部で受信した前記反射波に基づいて前記障害物の存在を検知する検知部と、前記受信部で受信した前記反射波の波形を記憶する記憶部と、を備え、前記センサは、前記送信部から送信される前記信号波の少なくとも一部が道路で反射して前記受信部で受信されるように配置されており、前記記憶部は、前記送信部から送信される前記信号波のうち前記道路で反射した反射波の波形を記憶し、前記受信部で受信した前記反射波の波形と前記記憶部に記憶させた前記反射波の波形との差分波形を生成する演算部を備え、前記検知部は、前記演算部で生成した前記差分波形に基づいて前記障害物の存在を検知することを特徴とする。
【０００８】
この障害物検知装置において、前記記憶部は、前記受信部で受信した前記反射波と比較するための基準波形として、前記道路で反射した前記反射波の波形を予め記憶しているのが好ましい。
【０００９】
また、この障害物検知装置において、前記受信部で受信した前記反射波と比較するための基準波形として、前記道路で反射した前記反射波の波形を前記記憶部に記憶させる制御部を備え、前記制御部は、前記演算部で生成した前記差分波形の振幅が基準値より小さい場合には、前記道路で反射した前記反射波の波形に前記差分波形の平均値を加えた波形を新たな前記基準波形として前記記憶部に記憶させるのも好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、道路で反射した反射波の波形を記憶部に記憶させており、受信部で受信した反射波の波形と記憶部に記憶させた反射波の波形との差分波形に基づいて障害物の存在を検知しているので、誤検知を低減することができるという効果がある。しかも、従来例のように、超音波センサから送信される超音波の振幅を減衰させなくてもよく、検知距離を維持することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る障害物検知装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは本発明の実施形態に係る障害物検知装置の動作を説明する説明図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは本発明の実施形態に係る障害物検知装置の信号波形図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは本発明の実施形態に係る障害物検知装置の別の動作を説明する説明図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは本発明の実施形態に係る障害物検知装置の別の信号波形図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは本発明の実施形態に係る障害物検知装置のさらに別の信号波形図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｃは本発明の実施形態に係る障害物検知装置のさらに別の信号波形図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｃは本発明の実施形態に係る障害物検知装置のさらに別の信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態に係る障害物検知装置について、図１〜図９を参照しながら具体的に説明する。但し、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されることなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１３】
図１は本実施形態の障害物検知装置の概略ブロック図である。この障害物検知装置は、センサ１と、検知部２と、演算部３と、制御部４と、記憶部５とを備える。なお、本実施形態では、マイクロコンピュータ１０と、マイクロコンピュータ１０を動作させるプログラムとで検知部２、演算部３及び制御部４を実現している。なお、以下の説明では、マイクロコンピュータ１０をマイコン１０と省略する。
【００１４】
センサ１は、例えば超音波を利用した超音波センサであって、車両８（図３Ａ参照）のフロントバンパに取り付けられる。このセンサ１は、車両８の周囲の空間に超音波（信号波）を間欠的に送信する送信部１１と、送信部１１から送信された超音波のうち障害物９（図３Ｂ参照）で反射した反射波を受信する受信部１２とを具備する。なお、本実施形態では、図３Ａに示すように、道路１００がセンサ１の検知エリアＲ１に含まれるように検知エリアＲ１が設定される。
【００１５】
送信部１１は、例えば電圧が印加されることによって伸縮する圧電素子などの超音波振動子（図示せず）を有する。そして、送信部１１は、検知部２から送信信号が入力されると、所定のパルス接続時間だけ超音波振動子を振動させ、パルス状の超音波を送信する。なお、本実施形態では、検知部２と送信部１１との間に駆動回路６が接続されており、この駆動回路６は、検知部２から出力されるデジタルの送信信号をアナログの送信信号に変換し、送信部１１に出力する。
【００１６】
受信部１２は、例えば外部から振動が加えられると電圧を発生する圧電素子などの超音波トランスデューサ（図示せず）を有する。そして、受信部１２は、障害物９による反射波（超音波）が入力されると、上記反射波を電気信号に変換し、演算部３に向けて電気信号を出力する。なお、本実施形態では、演算部３と受信部１２との間に検波回路７が接続されており、この検波回路７は、受信部１２から出力された電気信号を増幅して波形整形し、受信信号として演算部３に出力する。
【００１７】
記憶部５は、例えばＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable andprogrammable read only memory）からなる。この記憶部５には、差分波形を生成するための基準波形として、道路１００で反射した反射波の波形を予め記憶させている。
【００１８】
演算部３は、上述のように、マイコン１０とプログラムとで実現され、センサ１の受信部１２で受信した反射波の波形と記憶部５に記憶させた反射波の波形（基準波形）との差分波形を生成し、生成した差分波形を検知部２に出力する。なお、差分波形を生成する手順については後述する。
【００１９】
制御部４は、演算部３と同様にマイコン１０とプログラムとで実現され、差分波形を生成するための基準波形として、道路１００で反射した反射波の波形を記憶部５に記憶させる。また、制御部４は、演算部３で生成した差分波形が所定の基準値より小さい場合には、記憶部５に記憶させた基準波形（道路１００で反射した反射波の波形）に差分波形の平均値を加えた波形を新たな基準波形として記憶部５に記憶させる。なお、基準波形を更新する手順については後述する。
【００２０】
検知部２は、演算部３と同様にマイコン１０とプログラムとで実現され、演算部３の演算結果（差分波形）に基づいて障害物９の存在を検知する。具体的に説明すると、検知部２は、演算部３より受け取った差分波形の振幅（レベル）を所定の基準値と比較し、差分波形の振幅が基準値以上である場合に障害物９があると判断する。
【００２１】
また、検知部２は、障害物９があると判断した場合、障害物９までの距離を測定する。具体的に説明すると、検知部２は、送信部１１に送信信号を出力した後、受信部１２から受信信号が入力されると、送信信号を出力してから受信信号が入力されるまでの時間、つまりセンサ１と障害物９との間を超音波が往復するのに要した伝搬時間を求める。そして、検知部２は、上記伝搬時間と音速とに基づいて、センサ１の検知エリアＲ１にある障害物９までの距離を求める。
【００２２】
さらに、検知部２は、障害物９までの距離を求めた後、この距離に基づいて障害物９の異常接近の有無を判別する。例えば、障害物９までの距離が所定値より短い場合には、検知部２は、障害物９が異常接近していると判断し、障害物９の異常接近を報知する信号を生成する。そして、検知部２で生成された上記信号は表示装置（図示せず）に入力され、表示装置は、車両８の乗員に対して音や光などで障害物９が異常接近していることを報知する。
【００２３】
次に、障害物検知装置の動作について、図２に示すフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【００２４】
検知部２は、センサ１の送信部１１に送信信号を所定の周期で出力する。送信部１１は、検知部２から送信信号が入力されると、車両８の周囲の空間にパルス状の超音波を送信する。車両８の周囲に存在する障害物９に送信部１１から送信された超音波が当たると、障害物９によって超音波が反射し、センサ１に入力される。
【００２５】
センサ１の受信部１２は、超音波が入力されると、この超音波を電気信号に変換し、検波回路７に出力する。検波回路７は、受信部１２から電気信号が入力されると、この電気信号を増幅し、波形整形して得た受信信号を演算部３に出力する（ステップＳＴ１）。
【００２６】
演算部３は、検波回路７から受信信号が入力されると、受信信号に含まれる反射波の波形と記憶部５に記憶させた反射波の波形（基準波形）との時間軸上の差分をとり、差分波形を生成する（ステップＳＴ２）。そして、演算部３は、生成した差分波形を検知部２に出力する。
【００２７】
検知部２は、演算部３から差分波形が入力されると、この差分波形の振幅と所定の基準値とを比較し、差分波形の振幅が基準値以上である場合には、検知エリアＲ１に障害物９があると判断する（ステップＳＴ３のＹｅｓ）。また、検知部２は、差分波形の振幅が基準値よりも小さい場合には、検知エリアＲ１に障害物９がないと判断し、ステップＳＴ２の処理に戻る（ステップＳＴ３のＮｏ）。
【００２８】
さらに、検知部２は、ステップＳＴ３の処理において障害物９があると判断した場合、障害物９までの距離を測定する。そして、障害物９までの距離が所定値より短い場合には、検知部２は、障害物９が異常接近していると判断し、障害物９の異常接近を報知する信号を生成する。表示装置は、上記信号が入力されると、音や光などで障害物９が異常接近していることを報知する（ステップＳＴ４）。
【００２９】
また、障害物９までの距離が所定値以上である場合には、検知部２は、障害物９が異常接近していないと判断し、上記信号を生成しない（ステップＳＴ４）。ここに、本実施形態では、検知部２における上述の処理が検知アルゴリズムであり、この検知アルゴリズムを実行することで一連の動作が完了する（ステップＳＴ５）。
【００３０】
次に、演算部３が差分波形を生成する手順について、図３Ａ〜図３Ｃ及び図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明する。
【００３１】
図３Ａでは、センサ１の検知エリアＲ１に障害物９が入っておらず、道路１００で反射した反射波のみが受信部１２に入力される。このとき、受信部１２に入力される反射波の波形は図４Ａに示す通りである。そして、本実施形態では、道路１００で反射した反射波を基準波形とし、記憶部５に記憶させている。
【００３２】
図３Ｂでは、センサ１の検知エリアＲ１に障害物９が入っており、且つ道路１００で反射した反射波と障害物９で反射した反射波とが同じ時刻に検出され、両反射波の合成波が受信部１２に入力される。このとき、受信部１２に入力される反射波の波形は図４Ｂに示す通りである。
【００３３】
そして、演算部３は、図４Ａに示す基準波形と図４Ｂに示す合成波形とに基づいて、図４Ｃに示す差分波形を生成し、検知部２に出力する。そして、検知部２は、演算部３で生成された差分波形の振幅が基準値Ｓ１以上である場合には、センサ１の検知エリアＲ１、すなわち車両８の前方に障害物９があると判断する（図３Ｃ参照）。
【００３４】
次に、道路１００で反射した反射波と障害物９で反射した反射波とが異なる時刻に検出される場合について、図５Ａ〜図５Ｃ及び図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら説明する。
【００３５】
図５Ａでは、センサ１の検知エリアＲ１に障害物９が入っておらず、道路１００で反射した反射波のみが受信部１２に入力される。このとき、受信部１２に入力される反射波の波形は図６Ａに示す通りである。そして、本実施形態では、道路１００で反射した反射波を基準波形とし、記憶部５に記憶させている。
【００３６】
図５Ｂでは、センサ１の検知エリアＲ１に障害物９が入っているが、道路１００で反射した反射波は障害物９で反射した反射波よりも先に検出されている。そのため、受信部１２に入力される反射波の波形は図６Ｂに示す通りになる。
【００３７】
そして、演算部３は、図６Ａに示す基準波形と図６Ｂに示す合成波形とに基づいて、図６Ｃに示す差分波形を生成し、検知部２に出力する。検知部２は、演算部３で生成された差分波形の振幅が基準値Ｓ１以上である場合には、センサ１の検知エリアＲ１、すなわち車両８の前方に障害物９があると判断する（図５Ｃ参照）。
【００３８】
上述のように、本実施形態の障害物検知装置によれば、道路１００で反射した反射波の波形を基準波形として記憶部５に記憶させており、受信部１２で受信した反射波の波形と記憶部５に記憶させた反射波の波形の差分波形に基づいて障害物９の存在を検知している。これにより、道路１００を障害物９として誤検知するのを低減することができる。
【００３９】
しかも、センサ１の検知エリアＲ１に道路１００が含まれていてもいいことから、従来例のように、超音波センサから送信される超音波の振幅を減衰させなくてもよく、検知距離を維持することもできる。
【００４０】
ところで、上述の実施形態では、記憶部５に記憶させた基準波形を固定値としたが、以下に示すように基準波形を順次更新させてもよい。
【００４１】
図７Ａは、記憶部５に予め記憶させてある基準波形の波形図であり、この基準波形は、例えば車両８を工場から出荷する際に記憶部５に記憶される。また、図７Ｂは、車両８のエンジン始動時において受信部１２に入力された反射波の波形図である。そして、図７Ｃは、図７Ａに示す基準波形と図７Ｂに示す反射波の波形との差分波形を示す波形図である。
【００４２】
例えば、車両８が平坦な駐車場に置かれている場合、エンジン始動時には道路で反射した反射波のみが受信部１２に入力されるため、基準波形との差分は略ゼロになる（図７Ｃ参照）。この場合、制御部４は、演算部３で生成された差分波形の振幅が基準値Ｓ２より小さいことから、エンジン始動時に得られた反射波の波形と記憶部５に記憶させてある基準波形とを平均化した波形を、新たな基準波形として記憶部５に記憶させる。なお、上記の処理は、車両８のエンジンを始動させるたびに繰り返し行われる。
【００４３】
図８Ａは、例えば車両８を工場から出荷する際に記憶部５に記憶させた基準波形の初期値を示す波形図である。また、図８Ｂは、例えば自宅駐車場においてエンジン始動時に受信部１２に入力された反射波の波形図である。そして、図８Ｃは、図８Ａに示す基準波形と図８Ｂに示す反射波の波形との差分波形を示す波形図である。
【００４４】
例えば、自宅駐車場の前方に道路があり、この道路に設けられた縁石がセンサ１の検知エリアＲ１に含まれている場合、車両８のエンジン始動時には道路で反射した反射波だけでなく、縁石で反射した反射波も受信部１２に入力される（図８Ｂ参照）。そのため、この場合には、上記縁石で反射した反射波が含まれるように基準波形を設定するのが好ましい。
【００４５】
演算部３は、図８Ａに示す基準波形と図８Ｂに示す合成波形とに基づいて、図８Ｃに示す差分波形を生成する。そして、制御部４は、演算部３が生成した差分波形の振幅が基準値Ｓ２より小さいことから、車両８の工場出荷時に記憶部５に記憶させた基準波形に上記差分波形を加えた波形を、新たな基準波形として記憶部５に記憶させる。また、制御部４は、演算部３が生成した差分波形も記憶部５に記憶させる。
【００４６】
次のエンジン始動時には、同様の処理を経て差分波形が得られるが、制御部４は、今回得られた差分波形（図９Ｂ参照）と記憶部５に記憶させた前回の差分波形（図９Ａ参照）とを平均化した波形を生成する。そして、制御部４は、車両８の工場出荷時に記憶部５に記憶させた基準波形に上記平均波形を加えて新たな基準波形を生成し、記憶部５に記憶させる（図９Ｃ参照）。以下、同様にして、制御部４は、車両８のエンジンを始動させるたびに、記憶部５に記憶させる基準波形を更新する。
【００４７】
上述のように、車両８のエンジンを始動させるたびに基準波形を更新することで、使用環境に応じた基準波形を設定することができ、その結果、使用環境に合わせた障害物検知を行うことができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、センサ１が１つの場合を例に説明したが、センサ１の個数は１つに限らず、２つ以上であってもよい。また、センサ１の取付位置はフロントバンパに限らず、リヤバンパやサイドバンパなどであってもよい。さらに、本実施形態では、検知部２、演算部３及び制御部４を１つのマイコン１０で構成したが、別々に構成してもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、障害物９を検知するための信号波として超音波を用いたが、信号波は超音波に限らず、電磁波であってもよい。さらに、本実施形態では、マイコン１０に対して外付けされたメモリを記憶部５としたが、マイコン１０に内蔵されたメモリを記憶部５としてよい。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態の障害物検知装置は、センサ１と、検知部２と、記憶部５と、演算部３とを備える。センサ１は、車両８に取り付けられ、車両８の周囲の空間に信号波を間欠的に送信する送信部１１及び送信部１１から送信される信号波のうち障害物９で反射した反射波を受信する受信部１２を具備する。検知部２は、受信部１２で受信した反射波に基づいて障害物９の存在を検知する。記憶部５は、受信部１２で受信した反射波の波形を記憶する。センサ１は、送信部１１から送信される信号波の少なくとも一部が道路１００で反射して受信部１２で受信されるように配置される。記憶部５は、送信部１１から送信される信号波のうち道路１００で反射した反射波の波形を記憶する。演算部３は、受信部１２で受信した反射波の波形と記憶部５に記憶させた反射波の波形との差分波形を生成する。検知部２は、演算部３で生成した差分波形に基づいて障害物９の存在を検知する。
【００５１】
また、本実施形態の障害物検知装置のように、記憶部５は、受信部１２で受信した反射波と比較するための基準波形として、道路１００で反射した反射波の波形を予め記憶しているのが好ましい。
【００５２】
また、本実施形態の障害物検知装置のように、受信部１２で受信した反射波と比較するための基準波形として、道路１００で反射した反射波の波形を記憶部５に記憶させる制御部４を備えているのも好ましい。制御部４は、演算部３で生成した差分波形の振幅が基準値Ｓ２より小さい場合には、道路１００で反射した反射波の波形に差分波形の平均値を加えた波形を新たな基準波形として記憶部５に記憶させる。
【符号の説明】
【００５３】
１  センサ
２  検知部
３  演算部
５  記憶部
８  車両
９  障害物
１１  送信部
１２  受信部
１００  道路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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