JPH07291065A

JPH07291065A - 車両用障害物監視装置

Info

Publication number: JPH07291065A
Application number: JP6107736A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Izawa; 和幸井沢
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】【目的】車両後退時における車両の予測移動軌跡と障
害物の位置とをドライバーに報知する。【構成】車両後方へ超音波を発射し障害物からの反射
超音波を検出する障害物監視センサ３と、左前輪７，右
前輪５の操舵角を検出するホイール角度検出センサ６，
８と、車両外部の障害物及び前記車両の予測移動軌跡表
示用の表示部１１と、障害物監視センサ３の検出情報に
基づき車両外部の障害物の位置を演算し，ホイール角度
検出センサ６，８の検出情報に基づき旋回時における車
両の回転中心座標を演算し，車両の回転中心座標に基づ
き旋回時における車両の予測移動軌跡を演算し，障害物
の位置と車両の予測移動軌跡を表示部１１に表示させる
コントローラ１３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用障害物監視装置
に係り、特に、車両後退時における車両の移動軌跡を予
測してドライバーに報知する場合に好適な車両用障害物
監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平３−２８０４０
号公報や特開平３−５７７３８号公報等に記載されてい
る如く、車両の外壁部分に装備したカメラやソナーによ
り車両外部に存在する障害物を検知し、障害物が有る旨
を表示したり警報を鳴らすようにした障害物監視装置が
開発されている。

【０００３】図７は従来の障害物監視装置を装備した車
両の外観を示すものであり、車両５０の後部バンパ５１
の両コーナ部に超音波式の障害物監視センサ５２，５３
を装備し、各障害物監視センサ５２，５３からの検知信
号をコントローラ（図示略）へ入力して所定の処理を行
い、車両後方部に設置した表示部５４の表示ランプ５
５，５６を点灯／点滅させるか（図８参照），ブザーを
鳴動させることにより、車両後方における障害物の有無
をドライバーへ警報するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の障害物監視装置においては、単に表示ランプを
点灯／点滅させたりブザーを鳴動させることにより，車
両外部における障害物の存在の有無を警報するだけに過
ぎなかったため、車両ドライバーは車両と障害物との相
対的な位置関係や，車両から障害物までの距離，或いは
障害物の形状等を的確に把握することができないという
問題があった。このため、特に、運転に不慣れなドライ
バーにとっては、車両を後退させる場合に車両の最適な
後退方向や車両と障害物との位置関係を事前に予測でき
ないため、車両を円滑に後退させることができないとい
う問題があった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に、車両後退時における車両の予測移動軌跡
と障害物の位置とをドライバーに報知することを達成し
た車両用障害物監視装置を提供することを、その目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両に装備さ
れ車両外部へ向けて超音波を発射すると共に車両外部の
障害物から反射して戻ってくる超音波を検出する障害物
検出センサと、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出
センサと、前記障害物検出センサの超音波発射方向を可
変するセンサ駆動手段と、前記各センサの出力に基づく
所定の情報を表示する表示手段と、前記センサ駆動手段
及び表示手段の動作を制御する制御手段とを備え、該制
御手段が、前記障害物検出センサの超音波発射時点から
超音波検出時点までの時間に基づき車両外部の障害物の
位置座標を演算する第１の演算機能と，前記操舵角検出
センサにより検出した前記車両の操舵角に基づき旋回時
における前記車両の予測移動軌跡を演算する第２の演算
機能と，前記表示手段の動作を制御して前記演算した障
害物の位置と前記車両の予測移動軌跡を表示させる表示
制御機能とを備える、という構成を採っている。これに
よって前述した目的を達成しようとするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、車両の旋回走行に際して、制
御手段が、センサ駆動手段の動作を制御して障害物検出
センサの超音波発射方向を可変させると、障害物検出セ
ンサは、車両外部へ向けて超音波を発射し車両外部の障
害物から反射して戻ってきた超音波を検出する。これに
より、制御手段は、障害物検出センサの超音波発射時点
から超音波検出時点までの時間に基づき車両外部の障害
物の位置を演算する。更に、操舵角検出センサが旋回時
における車両の操舵角を検出すると、制御手段は、車両
の操舵角に基づき旋回時における車両の予測移動軌跡を
演算する。そして、制御手段は、表示手段を作動させ、
前述のように演算した車両外部における障害物の位置及
び車両の予測移動軌跡を表示手段に表示させる。これに
より、車両ドライバーは、車両の旋回方向に存在する障
害物の位置と車両の予測移動軌跡を把握できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の車両用障害物監視装置を適用
してなる第１及び第２実施例を図面に基づいて説明す
る。

【０００９】（１）第１実施例。先ず、本第１実施例における障害物監視装置を装備した
車両の要部の構成を図２に基づき説明すると、例えば前
輪駆動方式の車両１の後部バンパ２の中央部には、障害
物監視センサ３が装備されると共に、障害物監視センサ
３には、センサ駆動機構４が併設されている。右前輪５
には、右前輪５のホイール角度（操舵角）検出用のホイ
ール角度検出センサ６が装備されると共に、左前輪７に
は、左前輪７のホイール角度（操舵角）検出用のホイー
ル角度検出センサ８が装備されている。

【００１０】また、車両１の内部のインストルメントパ
ネル９には、障害物監視指示スイッチ１０と表示部１１
とが装備されると共に、運転席側方には、ギヤシフトレ
バー１２が装備されており、更に、車両１の内部の所定
箇所には、障害物監視センサ３，ホイール角度検出セン
サ６，８，ギヤシフトレバー１２から各信号を入力する
と共にセンサ駆動機構４，表示部１１へ各信号を出力す
るコントローラ１３が装備されている。図中符号１４は
右後輪、符号１５は左後輪を示す。

【００１１】障害物監視指示スイッチ１０は、障害物監
視センサ３による車両後方の障害物の監視を指示するた
めのスイッチであり、車両ドライバーが障害物監視指示
スイッチ１０をオン操作すると、障害物監視指示信号が
コントローラ１３へ出力されるようになっている。コン
トローラ１３は、障害物監視指示信号に基づきセンサ制
御信号をセンサ駆動機構４へ出力すると、例えばステッ
プモータから成るセンサ駆動機構４は、障害物監視セン
サ３を駆動して後部バンパ２の右側方から左側方にかけ
ての扇状に広がる車両後方を走査させるようになってい
る。

【００１２】障害物監視センサ３は、例えば超音波セン
サとして構成されており、後部バンパ２の右側方から左
側方にかけての車両後方へ超音波を発射すると共に障害
物から反射して戻ってきた超音波を検出し、障害物情報
（超音波発射時点から超音波検出時点までの時間等に係
る情報）をコントローラ１３へ出力するようになってい
る。

【００１３】ホイール角度検出センサ６は、右前輪５の
ホイール角度（操舵角）を検出し、また、ホイール角度
検出センサ８は、左前輪７のホイール角度（操舵角）を
検出し、検出したホイール角度信号をコントローラ１３
へ各々出力するようになっている。

【００１４】コントローラ１３は、障害物監視センサ３
からの障害物情報及びホイール角度検出センサ６（また
はホイール角度検出センサ８）からのホイール角度信号
に基づき、表示部１１に表示情報を出力し表示部１１に
障害物を表示させると共に車両の左前輪側コーナ部及び
右後輪側コーナ部の予測移動軌跡を表示させるようにな
っている。これについては図３及び図４で詳述する。

【００１５】次に、本第１実施例における障害物監視装
置のコントローラ１３を中心とした制御系の構成を図１
に基づき説明すると、コントローラ１３は、ホイール角
度入力部１６と、座標演算部１７と、軌跡演算部１８
と、センサ制御部１９と、後退信号入力部２０と、障害
物情報演算部２１とを備える構成となっている。

【００１６】これを詳述すると、ホイール角度入力部１
６は、ホイール角度検出センサ６，８により検出された
右前輪５のホイール角度，左前輪７のホイール角度を入
力し、座標演算部１７へ出力するようになっている。座
標演算部１７は、図３で詳述する如く、ホイール角度検
出センサ６またはホイール角度検出センサ８から入力し
たホイール角度等に基づき車両回転中心座標を演算する
ようになっている。

【００１７】センサ制御部１９は、車両ドライバーによ
る障害物監視指示スイッチ１０のオン操作に伴う障害物
監視指示信号が入力されてくると、センサ駆動機構４へ
センサ制御信号を出力するようになっている。これによ
り、障害物監視センサ３は、車両１の後部バンパ２の右
側方から左側方にかけての車両後方へ超音波を発射する
と共に障害物から反射して戻ってきた超音波を検出する
ようになっている。

【００１８】後退信号入力部２０は、車両ドライバーに
よるギヤシフトレバー１２の「後退位置」への切替操作
に伴う後退信号が入力されてくると、ホイール角度入力
部１６へ制御信号を出力するようになっている。これに
より、ホイール角度入力部１６は、ホイール角度検出セ
ンサ６，８からホイール角度信号を入力するようになっ
ている。

【００１９】障害物情報演算部２１は、障害物監視セン
サ３から入力した障害物情報に基づき障害物監視センサ
３から障害物までの距離ｄ，障害物の方位φを演算し、
当該演算結果に基づく車両位置Ｐに対する障害物Ｓ１，
Ｓ２の位置／形状を表示部１１の半円状の画面１１ａに
表示させるようになっている。

【００２０】軌跡演算部１８は、図３で詳述する如く、
座標演算部１７で演算された車両回転中心座標等に基づ
き車両１の後退走行時における車両１の予測移動軌跡を
演算すると共に、演算した予測移動軌跡Ｋ１，Ｋ２を表
示部１１の半円状の画面１１ａに障害物Ｓ１，Ｓ２の画
像と重ね合わせて表示させるようになっている。

【００２１】ここで、車両１の回転中心座標及び予測移
動軌跡の演算方法を図３に基づき説明すると、前輪駆動
方式による車両１は低速で後退走行する場合には後輪車
軸の延長線上に位置する１点を中心とした円弧上を移動
するため、例えば左前輪回転軸上の点から後輪車軸にお
ろした垂線と後輪車軸との交点を基準座標（ｘ₀，ｙ₀）
に取り、左前輪のホイール角度をθ，ホイールベースを
Ｗｂとすると、車両回転半径Ｌは、Ｌ＝Ｗｂ／ｔａｎθ・・・・・（１）なる式（１）で表わすことができる。従って、車両回転
中心座標は、基準座標（ｘ₀，ｙ₀）に対して、（ｘ₀＋Ｌ，ｙ₀）なる座標で表わすことができる。

【００２２】また、車両１における任意の点（例えば車
両１の左前輪側コーナ部）の座標（ｘ₁，ｙ₁）を車両１
の各部寸法から予め求めておけば、車両１の左前輪側コ
ーナ部が描く円弧状の予測移動軌跡の座標（Ｘ，Ｙ）
は、（Ｘ−（ｘ₀＋Ｌ））²＋（Ｙ−ｙ₀）² ＝（ｘ₁−（ｘ₀＋Ｌ））²＋（ｙ₁−ｙ₀）²・・・・・（２）なる式（２）を満たす点Ｘ，Ｙとして演算することがで
きる。車両１の右後輪側コーナ部などの他のコーナ部が
描く円弧状の予測移動軌跡の座標についても、前記と同
様に演算することができる。

【００２３】図４は、車両１を例えば右斜め後方へ後退
走行させる時の表示部１１における表示例を示すもので
あり、表示部１１の半円状の画面１１ａには、車両位置
Ｐに対して後方に存在する障害物Ｓ１，Ｓ２の位置／形
状と合わせて，車両１の左前輪側コーナ部の予測移動軌
跡Ｋ１及び右後輪側コーナ部の予測移動軌跡Ｋ２が表示
されている状態を示している。この場合、車両１を左斜
め後方へ後退走行させる時についても同様な表示を行う
ことができるようになっている。図４に示す点線は表示
を見やすくするための目盛である。

【００２４】次に、上記の如く構成した本第１実施例の
作用を図５を中心に説明する。

【００２５】車両ドライバーが車両１を例えば右斜め後
方へ後退走行させるに際して障害物監視指示スイッチ１
０をオン操作すると（ステップＳ１の肯定）、コントロ
ーラ１３のセンサ制御部１９がセンサ駆動機構４へセン
サ制御信号を出力するため、センサ駆動機構４は、障害
物監視センサ３を駆動し後部バンパ２の右側方から左側
方にかけての扇状に広がる車両後方を走査させる（ステ
ップＳ２）。

【００２６】これにより、障害物監視センサ３は、後部
バンパ２の右側方から左側方にかけての車両後方へ超音
波を発射すると共に障害物から反射して戻ってきた超音
波を検出し、障害物情報（超音波発射時点から超音波検
出時点までの時間等に係る情報）をコントローラ１３の
障害物情報演算部２１へ出力する。障害物情報演算部２
１は、障害物監視センサ３から障害物までの距離ｄ，障
害物の方位φを演算し（ステップＳ３）、当該演算結果
に基づき車両位置Ｐに対する障害物Ｓ１，Ｓ２の位置／
形状を表示部１１の半円状の画面１１ａに表示させる
（ステップＳ４）。

【００２７】次に、コントローラ１３の障害物情報演算
部２１が、障害物監視センサ３により後部バンパ２の右
側方から左側方にかけての車両後方（全方位）の走査が
終了したと判断し（ステップＳ５の肯定）、終了信号を
後退信号入力部２０へ出力する。次いで、後退信号入力
部２０は、車両ドライバーが車両１を右斜め後方へ後退
走行させるべくギヤシフトレバー１２を「リバース」に
切替操作したことに伴う後退信号を入力すると（ステッ
プＳ６の肯定）、制御信号をホイール角度入力部１６へ
出力する。

【００２８】これにより、ホイール角度入力部１６は、
左前輪側のホイール角度検出センサ６から左前輪のホイ
ール角度θを入力し、座標演算部１７へ出力する（ステ
ップＳ７）。座標演算部１７は、左前輪のホイール角度
θ，ホイールベースＷｂ，車両回転半径Ｌに基づき車両
回転中心座標（ｘ₀＋Ｌ，ｙ₀）を演算し、軌跡演算部１
８へ出力する（ステップＳ８）。

【００２９】軌跡演算部１８は、上述した式（２）に基
づき、車両１の左前輪側コーナ部及び右後輪側コーナ部
が各々描く円弧状の予測移動軌跡を演算し（ステップＳ
９）、演算した予測移動軌跡Ｋ１，Ｋ２を表示部１１の
半円状の画面１１ａに障害物Ｓ１，Ｓ２の画像と重ね合
わせて表示させる（ステップＳ１０）。これにより、車
両ドライバーは、車両１の後退方向の障害物の位置や形
状と共に左前輪側コーナ部及び右後輪側コーナ部が描く
予測移動軌跡を目視確認できるため、車両１を円滑に後
退走行させることができる。

【００３０】本第１実施例では、車両１を右斜め後方へ
後退走行させる場合について説明したが、車両１を例え
ば左斜め後方へ後退走行させる場合についても上記と同
様の演算により表示部１１に障害物の位置や車両１の予
測移動軌跡を表示することができる。

【００３１】上述したように、本第１実施例によれば、
車両を後退走行させる場合には，障害物監視センサ３の
検出情報に基づき車両後方に存在する障害物の位置／形
状を演算すると共に，ホイール角度検出センサ６の検出
情報に基づき車両の予測移動軌跡を演算し，表示部１１
に障害物の位置と重ね合わせて車両の予測移動軌跡を表
示するため、ドライバーは車両の最適な後退方向や車両
と障害物との位置関係を事前に予測することができ、こ
の結果、運転に不慣れなドライバーでも車両を障害物に
対して回避させながら円滑に後退走行させることができ
る。

【００３２】（２）第２実施例。図６は本第２実施例における障害物監視装置のコントロ
ーラを中心とした制御系の構成を示すものであり、本第
２実施例が上記第１実施例と相異する点は、ホイール角
度を直接検出する代わりに，ステアリング角度を検出し
当該ステアリング角度をホイール角度に変換するように
した点であり、これ以外の構成は上記第１実施例と同様
構成のため、共通する構成には同一符号を付し説明を省
略または簡略化する。

【００３３】本第２実施例における上記第１実施例との
相異点を具体的に説明すると、右前輪５と左前輪７とを
連結する車軸３０には、ステアリング３１が装備された
ステアリング軸３２が連結されると共に、ステアリング
軸３２には、ステアリング角度検出センサ３３が装備さ
れている。また、コントローラ３４は、上記図１に示し
たホイール角度入力部１６〜障害物情報演算部２１の他
に，ステアリング角度入力部３５と、角度変換部３６と
を更に備える構成となっている。

【００３４】ステアリング角度検出センサ３３は、車両
ドライバーによるステアリング３１の操舵に伴うステア
リング角度（操舵角）を検出し、検出したステアリング
角度信号をコントローラ３４のステアリング角度入力部
３５へ出力するようになっている。ステアリング角度入
力部３５は、ステアリング角度を変換部３６へ出力する
ようになっており、角度変換部３６は、ステアリング角
度をホイール角度に変換し、ホイール角度入力部１６へ
出力するようになっている。これ以降の処理は上記第１
実施例と同様である。

【００３５】次に、上記の如く構成した本第２実施例の
作用を説明する。

【００３６】車両ドライバーが車両１を例えば右斜め後
方へ後退走行させるべく、ギヤシフトレバー１２を「リ
バース」に切替操作すると共にステアリング３１を操作
すると、ステアリング角度検出センサ３３は、ステアリ
ング角度信号をコントローラ３４のステアリング角度入
力部３５へ出力する。

【００３７】これにより、ステアリング角度入力部３５
が、ステアリング角度を角度変換部３６へ供給すると、
角度変換部３６は、ステアリング角度をホイール角度に
変換し、ホイール角度入力部１６へ出力する。ホイール
角度入力部１６が、ホイール角度を座標演算部１７へ出
力すると、座標演算部１７は、車両回転中心座標を演算
し、軌跡演算部１８へ出力する。

【００３８】他方、障害物監視センサ３が、車両後方及
び後部バンパ２の右側方から左側方にかけて超音波を発
射すると共に障害物から反射して戻ってきた超音波を検
出し、障害物情報をコントローラ１３の障害物情報演算
部２１へ出力するため、障害物情報演算部２１は、車両
位置に対する障害物の位置／形状を表示部１１の半円状
の画面１１ａに表示させる。

【００３９】また、軌跡演算部１８は、車両１の左前輪
側コーナ部及び右後輪側コーナ部が各々描く円弧状の予
測移動軌跡を演算し、演算した予測移動軌跡を表示部１
１の半円状の画面１１ａに障害物の画像と重ね合わせて
表示させる。これにより、車両ドライバーは、車両１の
後退方向の障害物の位置や形状と共に左前輪側コーナ部
及び右後輪側コーナ部が描く予測移動軌跡を目視確認で
きるため、車両１を円滑に後退走行させることができ
る。

【００４０】上述したように、本第２実施例によれば、
車両を後退走行させる場合には，障害物監視センサ３の
検出情報に基づき車両後方に存在する障害物の位置／形
状を演算すると共に，ステアリング角度検出センサ３３
の検出情報に基づき車両の予測移動軌跡を演算し，表示
部１１に障害物の位置と重ね合わせて車両の予測移動軌
跡を表示するため、上記第１実施例と同様に、ドライバ
ーは車両の最適な後退方向や車両と障害物との位置関係
を事前に予測することができ、この結果、運転に不慣れ
なドライバーでも車両を障害物に対して回避させながら
円滑に後退走行させることができる。

【００４１】ここで、上記第１及び第２実施例では、車
両用障害物監視装置を前輪駆動方式の車両に適用した場
合を例に上げたが、後輪駆動方式の車両に適用してもよ
い。また、第１及び第２実施例では、オートマチック方
式ギヤを装備した車両を例に上げたが、マニュアル方式
ギヤを装備した車両に適用してもよい。

【００４２】また、上記第１及び第２実施例では、車両
の後部バンパに障害物監視センサ３を装備し，車両の後
退旋回走行時における予測移動軌跡及び障害物の位置を
表示部１１に表示させるようにしたが、車両の前部バン
パに障害物監視センサ３を装備し，車両の前進旋回走行
時における予測移動軌跡及び障害物の位置を表示部１１
に表示させるようにしてもよい。これにより、例えば霧
等の発生により前方視界が悪化している場合でも、車両
を円滑に前進走行させることができる。

【００４３】更に、上記第１及び第２実施例では、障害
物監視センサ３の超音波発射方向を機械式のセンサ駆動
機構４により可変する構成としたが、障害物監視センサ
を，超音波発射／検出用素子を半円形状のセンサ本体の
周方向に沿って多数配列した多素子切替式センサとして
構成し、電気信号処理により超音波を発射する素子を適
宜切替えることにより、超音波発射方向を可変制御して
もよい。また、障害物監視センサを，超音波振動子を直
列に複数配列した位相制御式センサとして構成し、電気
信号処理により各振動子に印加する電圧を位相制御する
ことにより、超音波発射方向を可変制御してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用障
害物監視装置によれば、車両を旋回走行させるに際して
は，障害物検出センサの検出情報に基づき車両外部に存
在する障害物の位置を演算すると共に，操舵角検出セン
サの検出情報に基づき旋回時における車両の予測移動軌
跡を演算し，表示手段に障害物の位置と共に車両の予測
移動軌跡を表示するため、ドライバーは車両の最適な走
行方向や車両と障害物との位置関係を事前に予測するこ
とができ、この結果、例えば運転に不慣れなドライバー
が車両を斜め後方へ後退走行させる場合，或いは霧等の
発生により前方視界が悪化している時に車両を斜め前方
へ前進走行させる場合の何れの場合においても、車両を
障害物に対して回避させながら円滑に旋回走行させるこ
とができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１実施例における車両用障
害物監視装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例における車両用障害物監視装置を装
備した車両の要部の構成を示す説明図である。

【図３】第１実施例における車両回転中心座標及び車両
軌跡を演算する際の説明図である。

【図４】第１実施例における障害物及び車両軌跡の表示
例を示す説明図である。

【図５】第１実施例における障害物及び車両軌跡の表示
処理の流れ図である。

【図６】第２実施例における車両用障害物監視装置の制
御系の構成を示すブロック図である。

【図７】従来例における障害物監視センサ等を装備した
車両の概略構成を示す斜視図である。

【図８】従来例における障害物の表示例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１車両３障害物検出センサとしての障害物監視センサ４センサ駆動手段としてのセンサ駆動機構５，６操舵角検出センサとしてのホイール角度検出セ
ンサ１１表示手段としての表示部１３，３４制御手段としてのコントローラ３３操舵角検出センサとしてのステアリング角度検出
センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に装備され車両外部へ向けて超音波
を発射すると共に車両外部の障害物から反射して戻って
くる超音波を検出する障害物検出センサと、前記車両の
操舵角を検出する操舵角検出センサと、前記障害物検出
センサの超音波発射方向を可変するセンサ駆動手段と、
前記各センサの出力に基づく所定の情報を表示する表示
手段と、前記センサ駆動手段及び表示手段の動作を制御
する制御手段とを備え、該制御手段が、前記障害物検出センサの超音波発射時点
から超音波検出時点までの時間に基づき車両外部の障害
物の位置座標を演算する第１の演算機能と，前記操舵角
検出センサにより検出した前記車両の操舵角に基づき旋
回時における前記車両の予測移動軌跡を演算する第２の
演算機能と，前記表示手段の動作を制御して前記演算し
た障害物の位置と前記車両の予測移動軌跡を表示させる
表示制御機能とを備えていることを特徴とした車両用障
害物監視装置。