JP3956252B2 - 障害物検出装置及び障害物の検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、超音波等を用いて、車両等の物体の周囲に存在する障害物の有無や位置を検出する障害物検出装置及び障害物の検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、代表的な車両である自動車のうち、一部の自動車においては、その自動車の車庫入れ、或いは縦列駐車等を行うのに際して周囲の障害物に接触することを防止すべく、障害物の有無や位置を検出可能な障害物検出装置を備えるものがある。このような障害物検出装置においては、一般に、障害物の有無や位置を検出する手段として超音波を使用したトランスデューサが用いられている。
【０００３】
また、例えば特開平８−３０１０２９号には、２つの超音波センサ（トランスデューサ）が形成する検出範囲を重複させることによって３つの検出範囲を形成し、これにより障害物を検出する際の分解能を向上する手法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記２つの超音波センサを利用する従来例においては、検出可能な領域が３つであり、例えば縦列駐車等のように狭い領域内で車両を操作しなければならないとき等には、十分な分解能であるとは言えない。
【０００５】
そこで本発明は、少ないトランスデューサにより、高精度に障害物を検出する障害物検出装置及び障害物の検出方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る障害物検出装置は、以下の構成を特徴とする。
【０００７】
即ち、請求項１は、少なくとも２つのトランスデューサの検出領域により、２つの非重複領域とそれら２つの非重複領域に挟まれる１つの重複領域とを形成し、それらの領域内に存在する障害物の有無及び位置を検出する検出手段を備える障害物検出装置であって、前記２つのトランスデューサのうち、少なくとも第１のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とは異なっており、前記重複領域は、前記第１のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第１の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第２の重複領域とを構成しており、且つそれら第１及び第２の重複領域は、第２のトランスデューサの検出領域に含まれるとき、前記検出手段は、前記２つの非重複領域、並びに前記第１及び第２の重複領域の４つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする。
これにより、２つのトランスデューサによって４つの領域を形成し、その領域内の障害物を高精度に検出する。
【０００８】
また、請求項２として、更に、前記第２のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とが異なっており、前記第１の重複領域は、前記第２のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第３の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第４の重複領域とを構成しているとき、前記検出手段は、前記２つの非重複領域、前記第２から第４の重複領域の５つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする。これにより、２つのトランスデューサによって５つの領域を形成し、その領域内の障害物を高精度に検出する。
【０００９】
尚、上記の構成を備える障害物検出装置において、前記第１及び第２のトランスデューサが、例えば超音波式の場合には、その送信有効範囲と受信有効範囲とは異なっており、送信有効範囲は受信有効範囲より小さい（請求項９）。
【００１０】
また、更に、前記検出手段によって検出した障害物が、前記４つまたは５つの領域のうち何れの領域内に存在するかを識別可能に報知する報知手段を備え（請求項３）、
好ましくは、前記報知手段は表示手段であって、その表示手段は、前記検出した障害物が存在する領域を表わす表示パターンを表示するとき、その表示パターンと共に、該障害物の存在する領域に対して前記４つまたは５つの領域の反中央側に位置する他の領域がある場合には当該他の領域を表わす表示パターンをも表示するとよい（請求項４）。
これにより、その時点では検出できない他の障害物や、複数の領域に渡って存在するかもしれない大きな障害物をユーザに認識させる。
【００１１】
また、好ましくは、前記２つのトランスデューサは、それぞれ送信機構と受信機構とを備えており、前記検出手段は、該送信機構による送信波の送信タイミングをずらして送信させ、それら送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の受信は、該受信機構の両方に行わせることを特徴とする（請求項５）。
これにより、上記の４つまたは５つの領域を効率よく検出する。
【００１２】
このとき、前記検出手段は、少なくとも前記第１のトランスデューサの送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の一部を、前記第１及び第２のトランスデューサが受信したとき、前記第１の重複領域に障害物が存在すると判断すればよい（請求項６）。
【００１３】
また、請求項７として、前記２つのトランスデューサは、前記非重複領域と重複領域との２つの境界線が、車両側方の近傍であって、その車両側方に平行な線の延長線上と、前記車両前端及び／または後端の近傍であって、その車両前端及び／または後端に平行な線の延長線上とに位置するように、所定の開角をなして車両のコーナに近接配置されているとよい。
これにより、運転操作に必要な情報を、ドライバの車両感覚に合った形態で提供する。
【００１４】
また、請求項８として、前記２つのトランスデューサは、前記第２の重複領域と第３の重複領域との境界線が、前記車両側方の近傍であって、その車両側方に平行な線の延長線上に位置するように、前記第３の重複領域と第４の重複領域との境界線が、前記車両前端及び／または後端の近傍であって、その車両前端及び／または後端に平行な線の延長線上に位置するように、所定の開角をなして車両のコーナに近接配置されているとよい。
これにより、運転操作に必要な情報を、ドライバの車両感覚に合った形態で提供する。
【００１５】
または、上記の目的を達成するため、本発明に係る障害物の検出方法は、以下の構成を特徴とする。
【００１６】
即ち、請求項１０は、少なくとも２つのトランスデューサの検出領域により、２つの非重複領域とそれら２つの非重複領域に挟まれる１つの重複領域とを形成し、それらの領域内に存在する障害物の有無及び位置を検出する障害物の検出方法であって、前記２つのトランスデューサのうち、少なくとも第１のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とは異なっており、前記重複領域は、前記第１のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第１の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第２の重複領域とを構成しており、且つそれら第１及び第２の重複領域は、第２のトランスデューサの検出領域に含まれるとき、前記２つのトランスデューサによる送信波の送信タイミングをずらして送信し、それら送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の受信は、それらトランスデューサの両方で行うことにより、前記２つの非重複領域、並びに前記第１及び第２の重複領域の４つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする。
これにより、２つのトランスデューサによって４つの領域を形成し、その領域内の障害物を高精度に検出する。
【００１７】
また、請求項１１は、更に、前記第２のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とが異なっており、前記第１の重複領域は、前記第２のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第３の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第４の重複領域とを構成しているとき、前記２つのトランスデューサによる送信波の送信タイミングをずらして送信し、それら送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の受信は、それらトランスデューサの両方で行うことにより、前記２つの非重複領域、前記第２から第４の重複領域の５つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする。
これにより、２つのトランスデューサによって５つの領域を形成し、その領域内の障害物を高精度に検出する。
【００１８】
また、上記の方法において、少なくとも前記第１のトランスデューサの送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の一部を、前記第１及び第２のトランスデューサが受信したときには、前記第１の重複領域に障害物が存在すると判断すればよい（請求項１２）。
【００１９】
好ましくは、前記障害物の検出方法において、更に、前記第１及び第２のトランスデューサの送信有効範囲は、受信有効範囲より小さくされており、前記２つのトランスデューサを、所定の開角をなして予め近接配置し、前記第１及び第２のトランスデューサの送信有効範囲のうち、それらトランスデューサ側の略半分の範囲を用いるとよい（請求項１３）。
これにより、２つのトランスデューサの検出範囲を略扇型に形成し、ユーザによる認識を容易にする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る障害物検出装置を、代表的な車両である自動車に適用した実施形態として、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
＜ハードウエア＞
はじめに、本実施形態における障害物検出装置のハードウエアの構成について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態としての障害物検出装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
同図において、１は、超音波の発信（以下、便宜上送信と称する）と受信とを行う検出ユニットである。この検出ユニット１には、２つのトランスデューサＴｒ１及びＴｒ２が設けられており、それぞれのトランスデューサには、所定の超音波を送信する送信モジュールと、外部からの超音波を受信する受信モジュールとが設けられている。本実施形態に係る障害物検出装置は、図６に示すように、４つの検出ユニット１を備える。
【００２４】
８は、４つの検出ユニット１とコントローラ２との入出力信号の切り替えを行うマルチプレクサ回路である。９は、マルチプレクサ回路８が出力する検出信号を増幅し、その増幅した信号に所定のフィルタをかけると共に、コントローラ１から出力される信号に対しては増幅を行うフィルタ・アンプ回路である。１０は、フィルタ・アンプ回路９が出力する信号を所定の基準電圧と比較するコンパレータである。
【００２５】
３は、自動車の車速を検出する車速センサである。４は、自動車のシフト（変速）ポジションを検出するシフトポジションセンサである。５は、自動車の前輪の操舵角度を検出する舵角センサである。６は、当該障害物検出装置が検出した結果を、ドライバに画像によって報知する表示器である。そして、７は、当該障害物検出装置が検出した結果を、ドライバに警報音によって報知するブザー（チャイムを含む）である（尚、音声出力装置であってもよいことは言うまでもない）。
【００２６】
コントローラ２は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、そして車速センサ３等の出力信号や表示器６への入力信号をインタフェースする不図示の入出力インタフェース等を備えている。ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２を各種データの一時記憶エリア、ワークエリアとして使用しながら、予めＲＯＭ２３に記憶されている、後述する障害物検出・判定処理プログラム等に従って、本実施形態における障害物検出装置の動作を、後述の如く制御する。
【００２７】
次に、検出ユニット１の構成について、図２から図８を参照して説明する。検出ユニット１は、図３の正面図、図４の上面図、そして図５の背面図に示すような形状を有する。Ｔｒ１及びＴｒ２は、同図に示すように、一例として７０度の開角をなして隣接配置されている。Ｔｒ１及びＴｒ２の配置角度は、個々のトランスデューサが発信する超音波の覆角（本実施形態では１２０度程度）、そして後述する２つのトランスデューサの送受信エリアの重複領域の設定の仕方等によって決定されるものであり、７０度に限られるものではない。このような形状を有する検出ユニット１が、図６に示すように、自動車１１の４つのコーナに設けられ、それぞれの検出ユニット１は、自動車１１のコーナの周辺に送受信エリア１２を形成する。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施形態における検出ユニット内のトランスデューサが形成する送受信エリアを説明する図である。尚、同図においては、説明の便宜上、Ｔｒ１及びＴｒ２を、並行に隣接させて表現している。尚、実際の送受信エリア１２は、例えば、後述する図２３のような形状を有する。
【００２９】
Ｔｒ１は、Ｔｒ１が出力する所定の超音波に対する反射波の一部（以下、便宜上単に反射波という）を、そのＴｒ１自身が受信可能な、同図に細線の実線で示す受信有効領域と、Ｔｒ１についての反射波に限らず何らかの超音波を外部より受信可能な、同図に細線の破線で示す送信有効領域とを有する。同様に、Ｔｒ２は、同図に太線の実線で示す受信有効領域と、同図に太線の破線で示す送信有効領域とを有する。尚、Ｔｒ１とＴｒ２とは、後述するように送信タイミングが異なる。
【００３０】
このような送信及び受信有効領域を有するＴｒ１及びＴｒ２は、図３から図５に示したように検出ユニット１の内部で隣接して配置されているため、これらの領域は５つの領域（エリア１からエリア５）を形成する。ここで、これらの５つの領域について説明する。
【００３１】
エリア１：Ｔｒ１が超音波を送信したとき、その超音波の反射波を、Ｔｒ１によってのみ受信可能な領域であって、Ｔｒ２が超音波を送信したときには、その超音波の反射波を、Ｔｒ１は受信できない領域である。
【００３２】
エリア２：Ｔｒ１が超音波を送信したとき、その超音波の反射波を、Ｔｒ１及びＴｒ２によって計測可能な領域であって、Ｔｒ２が超音波を送信したときには、その超音波の反射波を、Ｔｒ１は受信できない領域である。
【００３３】
エリア３：Ｔｒ１が超音波を送信したとき、その超音波の反射波を、Ｔｒ１及びＴｒ２によって計測可能な領域であって、Ｔｒ２が超音波を送信したときにも、その超音波の反射波を、Ｔｒ１及びＴｒ２によって計測可能な領域である。
【００３４】
エリア４：Ｔｒ２が超音波を送信したとき、その超音波の反射波を、Ｔｒ１及びＴｒ２によって計測可能な領域であって、Ｔｒ１が超音波を送信したときには、その超音波の反射波を、Ｔｒ２は受信できない領域である。
【００３５】
エリア５：Ｔｒ２が超音波を送信したとき、その超音波の反射波を、Ｔｒ２によってのみ受信可能な領域であって、Ｔｒ１が超音波を送信したときには、その超音波の反射波を、Ｔｒ２は受信できない領域である。
【００３６】
また、本実施形態に係る障害物検出装置は、上述した５つの領域において、図７に示す斜線部分ように、Ｔｒ１及びＴｒ２の送信有効領域の半分程度の領域を障害物の検出に使用し、これにより、図８に概略的な形状で示すように、自動車１１のコーナの周辺に、上記のエリア１からエリア５からなる扇型の送受信エリア１２を形成する（尚、一例としてフロント右側のコーナの送受信エリアだけを示している）。
【００３７】
尚、本実施形態では、この障害物検出に使用する領域は、車庫入れや縦列駐車を行う際の障害物を検出するという観点から、例えばＴｒ１及びＴｒ２の前方０．７５ｍ程度としているが、より遠方の障害物を検出する場合には、トランスデューサから送出する超音波の出力を大きくすればよいことは言うまでもない。
【００３８】
＜ソフトウエア＞
コントローラ２のＣＰＵ２１が、予めＲＯＭ２３に記憶されているプログラムに従って実行するところの、障害物検出・判定処理について図９から図１２を参照して説明する。この障害物検出・判定処理は、運転者がイグニッションキースイッチをオンすることにより開始される。
【００３９】
図９は、本発明の第１の実施形態における障害物検出・判定処理を示すフローチャートである。同図において、
ステップＳ１，ステップＳ２：ＣＰＵ２１は、内部のバッファやカウンタ等を所定の状態に初期化し（ステップＳ１）、所定時間割り込み待ちを行う（ステップＳ２）。
【００４０】
ステップＳ３，ステップＳ４：ＣＰＵ２１は、車速センサ３の出力信号に基づいて現在の自動車１１の車速を検出し（ステップＳ３）、その検出した車速が所定の車速より遅いか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００４１】
ステップＳ５：ステップＳ４の判断においてＮＯ（所定の速度より速い）のとき、ＣＰＵ２１は、現時点では障害物検出・判定処理を行う必要が無いと判断して、表示器６の表示及びブザー７の警報をオフにする。
【００４２】
ステップＳ６，ステップＳ７：ステップＳ４の判断においてＹＥＳ（所定の速度より遅い）のとき、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７の障害物検出処理により、自動車１１が備える全てのトランスデューサについて最新の計測値を得られたか否かを判断し（ステップＳ６）、その判断がＮＯ（今回車速が所定の速度より遅くなった時点から、全てのトランスデューサについて最新の計測値を検出する途中）のときには、後述する障害物検出処理を行う（ステップＳ７）。
【００４３】
ステップＳ８：ステップＳ６の判断においてＹＥＳ（今回車速が所定の速度より遅くなった時点から、全てのトランスデューサについて最新の計測値を検出完了）のとき、ＣＰＵ２１は、後述する障害物判定処理を行う（ステップＳ８）。
尚、上述した図９のステップＳ７及びステップＳ８では、４つのコーナのそれぞれの検出ユニット１について障害物検出処理と判定処理を行ったが、例えば、シフトポジションセンサ４の出力信号によって自動車１１の進行方向を検出し、そして、舵角センサ５の出力信号によって自動車１１の操舵角度を検出し、その検出した進行方向及び操舵角度に応じて、４つのコーナの検出ユニット１の一部だけを処理対象とすることによって計測時間を短縮し、これによりドライバへの警報を迅速に行い、且つコントローラ２の負荷を軽減してもよいことは言うまでもない。
【００４４】
図１０は、本発明の第１の実施形態における障害物検出処理を示すフローチャートであり、この処理は、検出ユニット１毎に行われる。同図において、
ステップＳ７１，ステップＳ７２：ＣＰＵ２１は、Ｔｒ１から超音波を送信し（ステップＳ７１）、その超音波の反射波をＴｒ１及びＴｒ２によって受信する（ステップＳ７２）。ここで、ステップＳ７２において、Ｔｒ１から送信した超音波の反射波をＴｒ１で受信することによって計測された距離を「受信距離Ｒ１１」とする。また、Ｔｒ１から送信した超音波の反射波をＴｒ２で受信することによって計測された距離を「受信距離Ｒ１２」とする。このとき、反射波は検出できない場合が有ることは言うまでもない。
【００４５】
ステップＳ７３，ステップＳ７４：ＣＰＵ２１は、Ｔｒ２から超音波を送信し（ステップＳ７３）、その超音波の反射波をＴｒ１及びＴｒ２によって受信する（ステップＳ７４）。ここで、ステップＳ７４において、Ｔｒ２から送信した超音波の反射波をＴｒ２で受信することによって計測された距離を「受信距離Ｒ２２」とする。また、Ｔｒ２から送信した超音波の反射波をＴｒ１で受信することによって計測された距離を「受信距離Ｒ２１」とする。このとき、反射波は検出できない場合が有ることは言うまでもない。
【００４６】
ステップＳ７５：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２及びステップＳ７４で計測した受信距離Ｒ１１，１２，２１，そして２２の４種類の距離に基づいて、一般的な方法を用いて、自動車１１から障害物までの距離と位置とを算出する。ここで、位置とは、自動車１１を基準とした障害物の存在位置である。
【００４７】
ステップＳ７６：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２及びステップＳ７４の検出状況に従って、表示器６への表示パターンを決定し、その決定したパターンを表示器６に表示する。
【００４８】
ステップＳ７６における表示パターンの決定方法については、ステップＳ７６の表に示すように、「受信距離Ｒ１１」等の検出状況と、その検出状況に応じた表示パターンを、ルックアップテーブルとして予めＲＯＭ２３等に登録しておけばよい。ここで、ステップＳ７６に示す表示パターンの組み合わせ表について説明すれば、ステップＳ７２及びステップＳ７４において、
「受信距離Ｒ１１」だけを検出したとき：障害物は、図８に示すエリア１に存在するため、エリア１を表わす表示パターンを点灯させる。
【００４９】
「受信距離Ｒ１１」と「受信距離Ｒ１２」だけを検出したとき：検出結果としては、障害物が図８に示すエリア２に存在することになるが、実際にはエリア１にも障害物が存在することも予想されるため、エリア１及び２を表わす表示パターンを点灯させる。
【００５０】
「受信距離Ｒ１１」から「受信距離Ｒ２２」の全てを検出したとき：検出結果としては、障害物が図８に示すエリア３に存在することになるが、実際にはエリア３の左右の各エリアにも障害物が存在することも予想されるため、エリア１からエリア５までを表わす表示パターンを点灯させる。
【００５１】
「受信距離Ｒ２２」と「受信距離Ｒ２１」だけを検出したとき：検出結果としては、障害物が図８に示すエリア４に存在することになるが、実際にはエリア５にも障害物が存在することも予想されるため、エリア４及び５を表わす表示パターンを点灯させる。
【００５２】
「受信距離Ｒ２２」だけを検出したとき：障害物は、図８に示すエリア５に存在するため、エリア５を表わす表示パターンを点灯させる。
【００５３】
このように、本実施形態では、検出した障害物の位置が５つのエリアの中心に有るときほど、複数のエリアを同時に点灯させる。これにより、検出した障害物が存在するエリアの左右のエリアに、検出が不可能な他の障害物（大きな障害物が複数のエリアに渡って存在する場合を含む）が存在することを考慮に入れた報知（表示）をドライバに対して行えるため、車庫入れ等の運転操作に対するドライバへの精神的な負担を軽減することができる。
【００５４】
図１２は、本発明の第１の実施形態における表示器の表示画面を示す図であり、自動車１１に相当する表示パターンの４つのコーナには、図８に示す５つのエリアに相当する表示パターンがそれぞれ設けられている。ＣＰＵ２１は、上記の障害物検出処理の検出結果に応じて、この図１２の各表示パターンを点灯させる。
【００５５】
図１１は、本発明の第１の実施形態における障害物判定処理を示すフローチャートである。この処理も検出ユニット１毎に行われるが、一例として、自動車１１のフロント右側の検出ユニット１についての障害物判定処理を示している。同図において、
ステップＳ８１：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７５で算出した障害物までの距離の中に、１０ｃｍ程度の至近距離の値が有るか否かを判断する。この判断において、ＹＥＳ（至近距離に障害物が有る）のときにはステップＳ８７に進む。
【００５６】
ステップＳ８２，ステップＳ８３：ステップＳ８１の判断においてＮＯ（至近距離には障害物は無い）のとき、ＣＰＵ２１は、舵角センサ５の出力信号に基づいて現在の前輪の操舵角度を検出し（ステップＳ８２）、その検出した操舵角度に応じて、ステップＳ８４からステップＳ８６の何れかのステップに進む（ステップＳ８３）。
【００５７】
ステップＳ８４：ステップＳ８３の判断において操舵角度が「右最大舵角の近辺」のとき、ＣＰＵ２１は、障害物がエリア４及び５に存在するか否かに関わらずに、エリア１から３に障害物が存在するか否かを判断する。この判断には、上述の障害物検出処理の結果を用いる。ステップＳ８４の判断においてＮＯ（存在しない）のときには、警報は出力する必要が無いのでステップＳ２に戻り、ＹＥＳ（存在する）のときには、ステップＳ８７に進む。これは、操舵角度が「右最大舵角の近辺」であれば、現時点において自動車１はエリア４及び５の方向には前進しないからである。
【００５８】
ステップＳ８５：ステップＳ８３の判断において操舵角度が「舵角０の近辺」のとき、ＣＰＵ２１は、障害物がエリア３から５に存在するか否かに関わらずに、エリア１または２に障害物が存在するか否かを判断する。ステップＳ８５の判断においてＮＯ（存在しない）のときには、警報は出力する必要が無いのでステップＳ２に戻り、ＹＥＳ（存在する）のときには、ステップＳ８７に進む。これは、操舵角度が「舵角０の近辺」であれば、現時点において自動車１はエリア３から５の方向には前進しないからである。
【００５９】
ステップＳ８６：ステップＳ８３の判断において操舵角度が「左最大舵角の近辺」のとき、ＣＰＵ２１は、障害物がエリア２から５に存在するか否かに関わらずに、エリア１に障害物が存在するか否かを判断する。ステップＳ８５の判断においてＮＯ（存在しない）のときには、警報は出力する必要が無いのでステップＳ２に戻り、ＹＥＳ（存在する）のときには、ステップＳ８７に進む。これは、操舵角度が「左最大舵角の近辺」であれば、現時点において自動車１はエリア２から５の方向には前進しないからである。
【００６０】
ステップＳ８７：ＣＰＵ２１は、障害物が有る旨を報知する警報を表示器６及びまたはブザー７を用いて行い、ステップＳ２に戻る。
【００６１】
尚、ステップＳ８４からステップＳ８６の判断要素は、対象とする検出ユニット１の位置に応じて異なることは言うまでもない。
【００６２】
上述したように、本実施形態によれば、検出ユニット１にＴｒ１及びＴｒ２を図４等に示すように配置し、それら２つのトランスデューサの送信タイミングをずらすことにより、２つのトランスデューサでありながら、エリア１からエリア５までの５つのエリア内の障害物の有無及びその障害物までの距離を正確に検出することができる。これにより、障害物検出装置における障害物検出の分解能を向上することができる。
【００６３】
［第２の実施形態］
本実施形態では、表示器６への表示パターンを、検出した障害物までの距離をも判別可能にすることにより、ドライバの利便性を向上する。本実施形態における障害物検出装置も、基本的な構成は第１の実施形態と同様なため、重複する説明は省略し、特徴的な部分を説明する。
【００６４】
尚、以下の説明において、反射波Ｒ１１は、障害物に反射したＴｒ１の送信波のうち、Ｔｒ１に受信されたものをいう。反射波Ｒ１２は、障害物に反射したＴｒ１の送信波のうち、Ｔｒ２に受信されたものをいう。反射波Ｒ２１は、障害物に反射したＴｒ２の送信波のうち、Ｔｒ１に受信されたものをいう。そして、反射波Ｒ２２は、障害物に反射したＴｒ２の送信波のうち、Ｔｒ２に受信されたものをいう。
【００６５】
まず、本実施形態では、図１３に示すように、表示するエリアをエリアＡからエリアＣまでの３つのエリアとする。
【００６６】
図１４は、本発明の第２の実施形態における障害物検出処理を示すフローチャートである。同図において、
ステップＳ７１からステップＳ７５までの処理は第１の実施形態と同様である。
【００６７】
ステップＳ７０１：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２にて反射波Ｒ１１を検出できたか否かを判断し、ＮＯ（検出しない）のときにはステップＳ７０３に進む。
【００６８】
ステップＳ７０２：ステップＳ７０１の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、エリアＢに障害物が有ると判断し、「受信距離Ｒ１１」に相当するエリアＢ内の表示パターンを点灯させる。
【００６９】
ステップＳ７０３：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７４にて反射波Ｒ２２を検出できたか否かを判断し、ＮＯ（検出しない）のときにはステップＳ７０５に進む。
【００７０】
ステップＳ７０４：ステップＳ７０３の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、エリアＣに障害物が有ると判断し、「受信距離Ｒ２２」に相当するエリアＣ内の表示パターンを点灯させる。
【００７１】
ステップＳ７０５：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２またはステップＳ７４にて反射波Ｒ１２またはＲ２１を検出できたか否かを判断し、ＮＯ（検出しない）のときにはステップＳ２に進む。
【００７２】
ステップＳ７０６：ステップＳ７０５の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、エリアＡに障害物が有ると判断し、「受信距離Ｒ１２」または「受信距離Ｒ２１」に相当するエリアＡ内の表示パターンを点灯させる。
【００７３】
図１５は、本発明の第２の実施形態における表示器の表示画面を示す図であり、自動車１１に相当する表示パターンの４つのコーナには、図１３に示す３つのエリアに分けて、複数の表示パターンがそれぞれ設けられている。ＣＰＵ２１は、上記の障害物検出処理の検出結果に応じて、この図１５の各表示パターンを点灯させる。ここで、各エリア内の３つの表示パターンについて説明すれば、例えば、ａは、０．６ｍ＜（コーナと障害物との距離）≦０．８ｍ，ｂは、０．４ｍ＜（コーナと障害物との距離）≦０．６ｍ，そしてｃは、（コーナと障害物との距離）≦０．４ｍとし、これらの３つのパターンを、「受信距離Ｒｎｎ」（ｎは１または２）に応じて表示すればよい。
【００７４】
図１６及び図１７は、本発明の第２の実施形態における５つのエリアの設定例を説明する図であり、一例として、自動車１１のフロント右側の場合を示している。
【００７５】
本実施形態では、Ｔｒ１及びＴｒ２によって形成される送受信エリア１２の５つのエリアを、表示器６への表示のために、図１３に示すように３つのエリアＡからＣに分けて使用している。このとき、検出ユニット１内の２つのトランスデューサＴｒ１及びＴｒ２の配置角度を予め調整することにより、エリア１からエリア５の設定の仕方を、図１６及び図１７に示すようにする。即ち、図１６の例では、エリア１とエリア２との境界線が自動車１１の車両側方に沿った線の延長線上に、そしてエリア４とエリア５との境界線が自動車１１の車両前端に沿った線の延長線上にある。一方、図１７の例では、エリア２とエリア３との境界線が自動車１１の車両側方に沿った線の延長線上に、そしてエリア３とエリア４との境界線が自動車１１の車両前端に沿った線の延長線上にある。
【００７６】
図１６及び図１７に示す各エリアの設定例は、それぞれ特有の効果を有しており、図１６の設定は、例えば検出ユニット１が自動車１１のフロントの場合、駐車場や車庫からの脱出、或いはクランク状の狭い路地でのすり抜け等に有効である。これは、トランスデューサを図１６の設定とすれば、ドライバにとって死角となり易い領域であって、駐車場や車庫からの脱出等を行う際にドライバが最も障害物との接触に注意を払うエリア２からエリア４の領域における当該障害物検出装置の検出分解能を向上できるからである。また、図１７の設定は、例えば検出ユニット１が自動車１１のリアの場合、縦列駐車を行う場合に有効である。これは、トランスデューサを図１７の設定とすれば、ドライバにとって死角となり易い領域であって、縦列駐車を行う際にドライバが最も障害物との接触に注意を払うエリア１及び２、エリア４及び５の領域における当該障害物検出装置の検出分解能を向上できるからである。
【００７７】
尚、検出ユニット１に３つ以上のトランスデューサを設け、その中の２つをＣＰＵ２１によって選択して使用する制御を行い、図１６及び図１７の両方の設定を適宜使用できるように構成してもよい。
【００７８】
以上説明した本実施形態では、障害物が存在する位置を、表示器６にて点灯している表示パターンによって表現し、且つ２つのトランスデューサＴｒ１及びＴｒ２によって形成される５つのエリアの境界線のうち何れか２つの境界線を、自動車１１の車両側方に沿った線の延長線上と、車両前端（後端）に沿った線の延長線上になるように設定し、更に表示器６の表示パターンも、図１５に示すように同様な設定としている。これにより、ドライバは、自動車１１と障害物との位置関係を、表示器６の表示により、感覚的に容易に認識できる。
【００７９】
＜第２の実施形態の変形例＞
また、図１８は、本発明の第２の実施形態の変形例における５つのエリアの設定例を説明する図である。また、図１９は、本発明の第２の実施形態の変形例における表示パターンの設定例を説明する図である。
【００８０】
上述した第１及び第２の実施形態では、自動車１１の４つのコーナが略直角であり、表示パターンも同様な設定としているが、図１８に示す自動車１１’のように、コーナがラウンドしている形状の場合は、５つのエリアの境界線のうち何れか２つの境界線と表示パターンとを、図１８及び図１９に示すように、当該自動車の車両側方内側の近傍であって、その車両側方に平行な線の延長線上と、車両前端（後端）内側の近傍であって、その車両前端（後端）に平行な線の延長線上とに合わせて設定するときにも、コーナが略直角の場合と略同様な効果が得られる。また、当該自動車の車両側方または前端（後端）の近傍であれば、内側でなく外側であってもよい。
【００８１】
即ち、上記の第２の実施形態及びその変形例において、２つのトランスデューサが形成する５つのエリアの境界線のうち何れか２つの境界線と表示パターンとは、自動車の車両側方の近傍であって、その車両側方に平行な線の延長線上と、該自動車の車両前端及び／または後端の近傍であって、その車両前端及び／または後端に平行な線の延長線上とに合わせればよい。
【００８２】
尚、自動車１１の車室内において、表示器６による表示位置としては、例えば、本願出願人が先行する特願平９−２６６４８３号（本願出願時点では未公開である）で提案しているように、進行方向に応じて、計器パネル、車室後方、ルームミラー、或いはサイドミラーに適宜表示するように構成すればよい。
【００８３】
［第３の実施形態］
本実施形態では、第１及び第２の実施形態と比較して更にコーナから至近距離に存在する障害物を検出し、その旨を報知することにより、ドライバの利便性を向上する。本実施形態における障害物検出装置も、基本的な構成は第１及び第２の実施形態と同様なため、重複する説明は省略し、特徴的な部分を説明する。
【００８４】
図２４は、一般的な単一の超音波トランスデューサによる送信有効領域とその反射波により障害物を計測可能な領域とを説明する図である。同図に示すように、トランスデューサ３１による障害物の計測可能領域は、そのトランスデューサから３０ｃｍ程度の至近距離の位置には存在しない。これは、至近距離に障害物が存在する場合、トランスデューサの送信波に対する反射波は短時間でそのトランスデューサに到達するため、トランスデューサの送信波に対する反射波が、その送信波を送出終了した後に当該トランスデューサ内の振動子の残留振動によって生じる残響波に埋もれてしまい、その反射波を、当該トランスデューサにて検出することができないからである。
【００８５】
そこで、本実施形態では、第１及び第２の実施形態と同様に、２つのトランスデューサＴｒ１及びＴｒ２の配置と、それらのトランスデューサからの送信タイミングをずらすことを基本として、トランスデューサと障害物との距離が至近距離にあるため、障害物までの距離が正確に検出できない場合であっても、反射波Ｒ１２またはＲ２１が検出されたときには、自動車１１のコーナの至近距離に障害物が存在すると判断し、その旨を報知する。これは、図２１に示すように、トランスデューサと障害物との距離が至近距離にあるために、送信波を出力した送受信ｃｈ側のトランスデューサが、その送信波が障害物に反射することによって生じる反射波（反射波の一部）を検出できなくても、もう一方の受信ｃｈ側のトランスデューサにより、その反射波の一部を受信することができたときには、障害物が存在すると判断できるからである。
【００８６】
尚、本実施形態においても、表示するエリアは、図１３に示すようにエリアＡからエリアＣまでの３つのエリアとする。
【００８７】
図２０は、本発明の第３の実施形態における障害物検出処理を示すフローチャートである。同図において、
ステップＳ７１からステップＳ７５までの処理は第１の実施形態と同様である。
【００８８】
ステップＳ７１１：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２にて反射波Ｒ１１を検出できたか否かを判断する。
【００８９】
ステップＳ７１２：ステップＳ７１１の判断にてＮＯ（検出しない）のとき、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７４にて反射波Ｒ２２を検出できたか否かを判断する。
【００９０】
ステップＳ７１３：ステップＳ７１２の判断にてＮＯ（検出しない）のとき、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２またはステップＳ７４にて反射波Ｒ１２またはＲ２１を検出できたか否かを判断し、ＮＯ（検出しない）のときには、当該検出ユニット１の周辺には障害物は存在しないと判断してステップＳ２に戻る。
【００９１】
ステップＳ７１４：ステップＳ７１３の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、エリアＡ内の至近距離に障害物が存在すると判断し、表示器６に表示エリアＡに相当する表示パターンを点灯させると共に、例えば、至近距離を表わす数字０の表示や、他の表示パターン、表示色の変更等によってドライバの注意を喚起する。
【００９２】
ステップＳ７１５：ステップＳ７１２の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、エリアＣ内に障害物が存在すると判断し、「受信距離Ｒ２２」に相当するエリアＣ内の表示パターンを点灯させる。
【００９３】
ステップＳ７１６：ステップＳ７１１の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７４にて反射波Ｒ２２を検出できたか否かを判断する。
【００９４】
ステップＳ７１７：ステップＳ７１６の判断にてＮＯ（検出しない）のとき、ＣＰＵ２１は、エリアＢ内に障害物が存在すると判断し、「受信距離Ｒ１１」に相当するエリアＢ内の表示パターンを点灯させる。
【００９５】
ステップＳ７１８：ステップＳ７１６の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、エリアＢ及びＣ内に障害物が存在すると判断し、「受信距離Ｒ１１」及び「受信距離Ｒ２２」に相当するエリアＢ及びＣ内の表示パターンを点灯させる。
【００９６】
ステップＳ７１９：ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２またはステップＳ７４にて反射波Ｒ１２またはＲ２１を検出できたか否かを判断し、ＮＯ（検出しない）のときには、当該検出ユニット１の周辺には障害物は存在しないと判断してステップＳ２に戻る。
【００９７】
ステップＳ７２０：ステップＳ７１９の判断にてＹＥＳ（検出した）のとき、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７１７またはステップＳ７１８にて点灯させた表示パターンに加え、更に、エリアＡ内に障害物が存在すると判断し、「受信距離Ｒ１２」または「受信距離Ｒ２１」に相当するエリアＡ内の表示パターンより内側の表示パターンを点灯させる。
【００９８】
これにより、本実施形態では、２つのトランスデューサＴｒ１及びＴｒ２の配置と、図２０に示す障害物検出処理とにより、実質的な計測可能領域を、図２２に示すように大きく広げることができ、自動車１１のコーナの至近距離に位置する障害物をも検出することができる。
【００９９】
また、トランスデューサの送信波によって生じる所謂サイドローブを、検出ユニット１におけるトランスデューサ取り付け位置の形状を工夫することにより、図２３に示すように、自動車１１のコーナの形状に沿うようにしている。
【０１００】
このように、本実施形態によれば、実質的な計測可能領域を、より大きく広げることができ、更に、サイドローブを有効に利用することによってコーナから至近距離に存在する障害物の検出可能な領域も広げることができるため、ドライバの利便性を向上することができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少ないトランスデューサにより、高精度に障害物を検出する障害物検出装置及び障害物の検出方法の提供が実現する。
【０１０２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としての障害物検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における検出ユニット内のトランスデューサが形成する送受信エリアを説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における検出ユニットの正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における検出ユニットの上面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における検出ユニットの背面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における自動車に取り付けられた検出ユニットの位置を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態において実際に使用するトランスデューサが形成する送受信エリアを説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における２つのトランスデューサが形成する検出エリアを説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における障害物検出・判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態における障害物検出処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態における障害物判定処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態における表示器の表示画面を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における表示エリアの分け方を説明する図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における障害物検出処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態における表示器の表示画面を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態における５つのエリアの設定例を説明する図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態における５つのエリアの設定例を説明する図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の変形例における５つのエリアの設定例を説明する図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態の変形例における表示パターンの設定例を説明する図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態における障害物検出処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第３の実施形態における至近距離に位置する障害物の検出方法を説明するタイムチャートである。
【図２２】本発明の第３の実施形態において２つのトランスデューサによる送信有効領域とその反射波により障害物を計測可能な領域とを示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態においてサイドローブを利用して自動車のコーナに沿って形成された送受信エリアを示す図である。
【図２４】一般的な単一の超音波トランスデューサによる送信有効領域とその反射波により障害物を計測可能な領域とを示す図である。
【符号の説明】
１：検出ユニット，
２：コントローラ，
３：車速センサ，
４：シフトポジションセンサ，
５：舵角センサ，
６：表示器，
７：ブザー，
８：マルチプレクサ回路，
９：フィルタ・アンプ回路，
１０：コンパレータ，
１１，３２：自動車，
１２：送受信エリア，
２１：ＣＰＵ，
２２：ＲＡＭ，
２３：ＲＯＭ，
Ｔｒ１，Ｔｒ２，３１：トランスデューサ，

Claims (13)

1. 少なくとも２つのトランスデューサの検出領域により、２つの非重複領域とそれら２つの非重複領域に挟まれる１つの重複領域とを形成し、それらの領域内に存在する障害物の有無及び位置を検出する検出手段を備える障害物検出装置であって、
   前記２つのトランスデューサのうち、少なくとも第１のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とは異なっており、
   前記重複領域は、前記第１のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第１の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第２の重複領域とを構成しており、且つそれら第１及び第２の重複領域は、第２のトランスデューサの検出領域に含まれるとき、
   前記検出手段は、前記２つの非重複領域、並びに前記第１及び第２の重複領域の４つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする障害物検出装置。
2. 更に、前記第２のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とが異なっており、
   前記第１の重複領域は、前記第２のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第３の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第４の重複領域とを構成しているとき、
   前記検出手段は、前記２つの非重複領域、前記第２から第４の重複領域の５つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
3. 更に、前記検出手段によって検出した障害物が、前記４つまたは５つの領域のうち何れの領域内に存在するかを識別可能に報知する報知手段を備え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。
4. 前記報知手段は表示手段であって、その表示手段は、前記検出した障害物が存在する領域を表わす表示パターンを表示するとき、その表示パターンと共に、該障害物の存在する領域に対して前記４つまたは５つの領域の反中央側に位置する他の領域がある場合には当該他の領域を表わす表示パターンをも表示することを特徴とする請求項３記載の障害物検出装置。
5. 前記２つのトランスデューサは、それぞれ送信機構と受信機構とを備えており、
   前記検出手段は、該送信機構による送信波の送信タイミングをずらして送信させ、それら送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の受信は、該受信機構の両方に行わせ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。
6. 前記検出手段は、少なくとも前記第１のトランスデューサの送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の一部を、前記第１及び第２のトランスデューサが受信したとき、前記第１の重複領域に障害物が存在すると判断することを特徴とする請求項５記載の障害物検出装置。
7. 前記２つのトランスデューサは、
   前記非重複領域と重複領域との２つの境界線が、車両側方の近傍であって、その車両側方に平行な線の延長線上と、前記車両前端及び／または後端の近傍であって、その車両前端及び／または後端に平行な線の延長線上とに位置するように、
   所定の開角をなして車両のコーナに近接配置されていることを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
8. 前記２つのトランスデューサは、
   前記第２の重複領域と第３の重複領域との境界線が、車両側方の近傍であって、その車両側方に平行な線の延長線上に位置するように、
   前記第３の重複領域と第４の重複領域との境界線が、前記車両前端及び／または後端の近傍であって、その車両前端及び／または後端に平行な線の延長線上に位置するように、
   所定の開角をなして車両のコーナに近接配置されていることを特徴とする請求項２記載の障害物検出装置。
9. 前記第１及び第２のトランスデューサの送信有効範囲は、受信有効範囲より小さいことを特徴とする請求項２記載の障害物検出装置。
10. 少なくとも２つのトランスデューサの検出領域により、２つの非重複領域とそれら２つの非重複領域に挟まれる１つの重複領域とを形成し、それらの領域内に存在する障害物の有無及び位置を検出する障害物の検出方法であって、
    前記２つのトランスデューサのうち、少なくとも第１のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とは異なっており、
    前記重複領域は、前記第１のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第１の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第２の重複領域とを構成しており、且つそれら第１及び第２の重複領域は、第２のトランスデューサの検出領域に含まれるとき、
    前記２つのトランスデューサによる送信波の送信タイミングをずらして送信し、それら送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の受信は、それらトランスデューサの両方で行うことにより、前記２つの非重複領域、並びに前記第１及び第２の重複領域の４つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする障害物の検出方法。
11. 更に、前記第２のトランスデューサの検出範囲における送信有効範囲と受信有効範囲とが異なっており、
    前記第１の重複領域は、前記第２のトランスデューサの送信有効範囲と受信有効範囲とに含まれる第３の重複領域と、その送信有効範囲または受信有効範囲の何れか一方に含まれる第４の重複領域とを構成しているとき、
    前記２つのトランスデューサによる送信波の送信タイミングをずらして送信し、それら送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の受信は、それらトランスデューサの両方で行うことにより、前記２つの非重複領域、前記第２から第４の重複領域の５つの領域のうち何れの領域内に障害物が存在するかを検出することを特徴とする請求項１０記載の障害物の検出方法。
12. 少なくとも前記第１のトランスデューサの送信波が障害物に反射することによって生じる反射波の一部を、前記第１及び第２のトランスデューサが受信したとき、前記第１の重複領域に障害物が存在すると判断することを特徴とする請求項１１記載の障害物の検出方法。
13. 更に、前記第１及び第２のトランスデューサの送信有効範囲は、受信有効範囲より小さくされており、
    前記２つのトランスデューサを、所定の開角をなして予め近接配置し、
    前記第１及び第２のトランスデューサの送信有効範囲のうち、それらトランスデューサ側の略半分の範囲を用いることを特徴とする請求項１１記載の障害物の検出方法。

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