JPH08324366A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一のセンサにより死角の範囲内にある物体
の存在及び物体の状態を検知する。 【解決手段】 超音波センサ８の超音波の送受信波の時
間差に基づいて物体との距離を検出する距離検出処理部
１２と、超音波センサ８の超音波の送受信波の周波数分
析を行うと共に送受信波の周波数差に基づいて物体との
相対速度を検出する相対速度検出処理部１３と、距離検
出処理部１２及び相対速度検出処理部１３からの情報に
より物体との距離及び物体との相対速度の状況を知らせ
る制御部１４とを備え、１つの超音波センサ８により、
物体との距離の把握、物体が静止物であるか移動物であ
るかの判別及び移動物の相対速度を検出し、単一の超音
波センサ８により死角の範囲内にある物体の存在及び物
体の状態を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば並走車両が
存在した際に運転者に注意を促すために並走車両の存在
を検知する物体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には運転中の直接視界を補うため
にサイドミラーが備えられ、乗用車ではサイドミラーと
してドアミラーが多く採用されている。運転者は、走行
中の車線変更や右左折時にドアミラーによって後ろ側部
の確認を補うようにしている。ところで、ドアミラーに
よる視覚範囲と運転者が前方を向いた状態の目視範囲と
の間には、前方を向いたままの状態では運転者が確認で
きない範囲（死角）が存在する。このため、走行中の車
線変更や右左折時には、運転者がドアミラーを確認する
と共に直接横を向いて死角に他の車両や歩行者が存在し
ないかを確認している。しかし、高速走行時等に車線変
更を行う場合、運転者は直接横を向きにくいものであ
り、ドアミラーによる確認に頼りがちになってしまう。

【０００３】そこで従来から、車両の側方に複数のセン
サを設け、複数のセンサによる検知情報に基づいて静止
物と並走車とを判別して並走車両の存在を確認する検出
装置が提案されている（特開平5-223933号公報）。これ
により、死角に存在する並走車両を運転者が確認するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の検出装置
では、死角に存在する並走車両を確認できるものの、複
数のセンサを必要とし、制御回路が複雑になってしま
う。このため、部品点数が多くなってコストが嵩み、検
知時間も多くかかってしまう。また、従来の検出装置で
は、並走車両の有無の確認は行えるが並走車両の状態、
即ち、並走車両の相対速度等を検知することはできない
ものであった。

【０００５】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、単一のセンサにより死角の範囲内にある物体の存在
及び物体の状態を検知することができる物体検知装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明の構成は、車両の側後部にある物体を超音
波の送受信によって検知する超音波センサと、該超音波
センサの検知信号が入力され超音波の送受信波の時間差
に基づいて前記物体との距離を検出する距離検出処理部
と、前記超音波センサの検知信号が入力され超音波の送
受信波の周波数分析を行うと共に送受信波の周波数差に
基づいて前記物体との相対速度を検出する相対速度検出
処理部とからなることを特徴とする。

【０００７】また、上記目的を達成するための第２の発
明の構成は、車両の側後部にある物体を超音波の送受信
によって検知する超音波センサと、該超音波センサの検
知信号が入力され超音波の送受信波の時間差に基づいて
前記物体との距離を検出する距離検出処理部と、前記超
音波センサの検知信号が入力され超音波の送受信波の周
波数分析を行うと共に送受信波の周波数差に基づいて前
記物体との相対速度を検出する相対速度検出処理部と、
前記距離検出処理部及び前記相対速度検出処理部からの
情報が入力され前記物体との距離及び前記物体との相対
速度の状況を知らせる状況発生手段とからなることを特
徴とする。

【０００８】そして、前記距離検出処理部は、前記車両
の走行速度が第１所定値以下の場合に距離の検出処理を
実行し、相対速度検出処理部は、前記車両の走行速度が
前記第１所定値よりも低速度である第２所定値以上の場
合に相対速度の検出処理を実行することを特徴とする。
また、前記超音波センサの受信波感度は、前記車両の走
行速度に応じて該走行速度が高速になる程高く設定され
ていることを特徴とする。更に、前記超音波センサは前
記車両のサイドミラーのハウジング内に収納されている
ことを特徴とする。

【０００９】第１の発明によると、超音波センサによる
物体の検知信号が距離検出処理部と相対速度検出処理部
に入力され、距離検出処理部では、超音波の送受信波の
時間差によって物体との距離が検出され、相対速度検出
処理部では、超音波の送受信波の周波数分析が行なわれ
ると共に送受信波の周波数差、即ち、ドップラー効果に
より物体の相対速度を検出し、物体がどの程度の距離に
存在する静止物であるか並走車両であるかを検出する。

【００１０】第２の発明によると、超音波センサによる
物体の検知信号が距離検出処理部と相対速度検出処理部
に入力され、距離検出処理部では、超音波の送受信波の
時間差によって物体との距離が検出され、相対速度検出
処理部では、超音波の送受信波の周波数分析が行なわれ
ると共に送受信波の周波数差、即ち、ドップラー効果に
より物体の相対速度を検出し、物体がどの程度の距離に
存在する静止物であるか並走車両であるかを検出する。
そして、状況発生手段により物体の状況が知らされる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１には本発明の一実施例に係る
物体検知装置を備えた自動車の全体状況を表す平面、図
２には検知手段の取付き状態を表すドアミラーの断面、
図３には図２中のIII-III 線矢視、図４には物体検知装
置の制御ブロック、図５には距離検出処理部における処
理説明、図６には相対速度検出処理部における処理説
明、図７及び図８には処理状況のフローチャート、図９
には超音波センサの受信波感度と車両の走行速度（車
速）との関係を表すグラフを示してある。

【００１２】図１に示すように、自動車１には運転中の
直接視界を補うためにサイドミラー２が備えられ、運転
者は走行中の車線変更や右左折時にサイドミラー２によ
って後ろ側部の確認を補うようにしている。ところで、
サイドミラー２による視覚範囲３と運転者が前方を向い
た状態の目視範囲４との間には、前方を向いたままの状
態では運転者が確認できない範囲（死角）５が存在す
る。死角５にある物体、例えば、ガードレール６や並走
車両７の存在を超音波の送受信によって検知する超音波
センサ８がサイドミラー２に設けられている。超音波セ
ンサ８による超音波の発信方向は、自動車１の斜め後方
に約４５度の方向となっており、超音波の発信距離は約
５ｍとなっている。尚、超音波の発信方向及び距離は自
動車１の種類や超音波センサ８の性能等によって種々変
更されるものである。また、超音波センサ８を設ける場
所もサイドミラー２に限定されず、サイドモール等自動
車１の他の部位に設けることも可能である。

【００１３】図２、図３に示すように、サイドミラー２
のハウジング９の内部には超音波センサ８が収納され、
超音波センサ８はサイドミラー２のミラー１０の調整駆
動部１１を避けて下方の外側に配設されている。超音波
センサ８は自動車１の斜め後方に約４５度に傾いた状態
でハウジング９内に取り付けられ、送受信部がハウジン
グ９から斜め後方に約４５度方向に向けられて開口して
いる。このため、超音波センサ８が可倒装置に干渉する
ことがなく、また、サイドミラー２の全面投影面積にも
影響を及ぼすことがない。また、超音波センサ８の超音
波の送受信部の開口は気流の早い部分に位置しているの
で、剥離や渦の発生を誘うことがなく汚れにくい。

【００１４】図４に示すように、超音波センサ８の超音
波の送受信の情報は距離検出処理部１２に入力され、距
離検出処理部１２では並走車両７が検知された際に並走
車両７との距離が検出される。即ち、超音波センサ８か
ら発信される超音波はパルス波となっており、図５に示
したように、発信される超音波の発信パルス波と受信さ
れる超音波の受信パルス波には時間差ｔが存在する。こ
の時間差ｔ及び超音波の音速ｃに基づいて、距離検出処
理部１２では下式（１）によってガードレール６や並走
車両７との距離Ｌが演算される。 Ｌ＝（ｃ×ｔ）／２・・・（１）

【００１５】また、図４に示すように、超音波センサ８
の超音波の送受信の情報は相対速度検出処理部１３に入
力され、相対速度検出処理部１３には自動車１の図示し
ない車速センサからの車速情報（走行速度）が入力され
るようになっている。相対速度検出処理部１３では超音
波の送受信波の周波数分析が行われて送信波の周波数と
受信波の周波数との差が検出され、この周波数差に基づ
いてガードレール６や並走車両７との相対速度ΔＶが検
出される。即ち、動いている物体にある角度で超音波を
あてると、戻ってくる超音波の周波数がシフトする、い
わゆるドップラー効果を利用して、周波数のシフト量に
応じて相対速度ΔＶが検出される。

【００１６】超音波センサ８の発信パルス波と受信パル
ス波の周波数分析を行うと、周波数（kHz)と音圧レベル
(dB)は図６に示した状態になる。つまり、発信波の廻込
みの部分（周波数Ｆ）と受信波の部分（周波数ｆ）で音
圧レベルが大きくなり、超音波の発信パルス波と受信パ
ルス波の周波数がシフトしていることが判る。この周波
数の差（周波数Ｆ，ｆ）、超音波の音速ｃ、及び音波対
向角（超音波の発信方向４５度）θには下式（２）の関
係があり、下式（２）に基づいてガードレール６や並走
車両７との相対速度ΔＶが演算される。 ｆ＝（ｃ／ｃ−ΔＶ×cos θ)²×Ｆ・・・（２）

【００１７】上述したように、１つの超音波センサ８に
よって、距離検出処理部１２でガードレール６や並走車
両７との距離Ｌが検出され、相対速度検出処理部１３で
ガードレール６や並走車両７との相対速度ΔＶが検出さ
れるようになっている。このため、１つの超音波センサ
８により、物体との距離がどの位であるのか、また、物
体がガードレール６のように静止物であるのか並走車両
７のように移動物であるのかを検出することができる。

【００１８】図４に示すように、距離検出処理部１２か
らの距離Ｌの情報及び相対速度検出処理部１３からの相
対速度ΔＶの情報は、状況発生手段としての制御部１４
に入力される。また、制御部１４には車速情報及びウイ
ンカー信号の情報が入力される。制御部１４では、これ
らの情報に基づいて、死角５の範囲にあるガードレール
６や並走車両７の存在をインジケータの点灯（表示器１
５）等により車室内に表示する表示装置制御と、死角５
の範囲にあるガードレール６や並走車両７との接近をア
ラームベル１６や音声等により運転者に知らせる警報制
御が行われる。

【００１９】具体的には、相対速度ΔＶが高く物体がガ
ードレール６のように静止物であると相対速度検出処理
部１３で検出され、静止物との距離Ｌが所定距離よりも
近いと距離検出処理部１２で検出された場合、その検出
情報が制御部１４に入力される。そして、制御部１４で
はインジケータを点灯させて注意を促すと共に、注意を
促したにも係わらず運転者が静止物との接近に気付かず
に進路変更を行おうとしてウインカーを出すと、ウイン
カー信号に基づいてアラームベル１６を鳴らして警報を
発する。また、相対速度ΔＶが低く物体が並走車両７の
ように移動物であると相対速度検出処理部１３で検出さ
れ、移動物との距離Ｌが所定距離よりも近いと距離検出
処理部１２で検出された場合、その検出情報が制御部１
４に入力される。そして、制御部１４では前述同様にイ
ンジケータを点灯させて注意を促すと共に、注意を促し
たにも係わらず運転者が移動物と接近していることに気
付かずに車線変更を行おうとしてウインカーを出すと、
ウインカー信号に基づいてアラームベル１６を鳴らして
警報を発する。

【００２０】尚、制御部１４による状況の発生制御は、
上述した表示装置制御や警報制御には限定されず、物体
検知装置では、物体が静止物か移動物かどうか、及び物
体との距離を検出することができるので、これらに基づ
いて様々な表示や警報あるいは挙動規制制御を行うこと
ができる。例えば、静止物と移動物の表示を色分けして
表示したり、車速によって緊急度合いを判別して緊急度
に応じて警報を区別する等、様々な表示装置制御や警報
制御を行うことが可能である。また、距離検出処理部１
２や相対速度検出処理部１３からの情報に基づいて、走
行状況に応じた挙動規制、例えば、一時的にエンジンの
出力を低下させる等の制御を行うことも可能である。

【００２１】また、自動車１の車速によって、一定車速
以下では物体との距離検出だけを行い、一定車速以上に
なった時に物体との距離検出及び物体の判別検出を行う
ようにしてもよい。即ち、パルス波の送受信波の時間差
により移動物との距離を検出すると共に、周波数分析に
よって並走車両７との相対速度を検出する超音波センサ
８では、最大検出距離により送波から受波まである程度
の時間が必要であり、周波数分析を行うためにはパルス
波自体の幅がある程度必要である。従って、検出のサン
プリング間隔が長く必要になる。

【００２２】つまり、距離検出及び相対速度検出の何れ
の場合でも、障害物がない場合には情報が存在しないた
め、障害物の有無が判断できる。そして、高速走行では
障害物との距離よりも相対速度の情報が重要になり、低
速走行では障害物との相対速度よりも距離及び障害物の
有無の情報が重要になる。このため、車速に応じて物体
との距離検出及び物体の判別検出を選択して検出のサン
プリング間隔を短くして検出データの抜け落ちを減らす
ようにしている。

【００２３】図７に基づいて車速に応じた処理の状況を
説明する。図に示すように、まず初期設定によって距離
検出フラグ及び相対速度検出フラグを１に設定する。各
フラグは１に設定されている場合は検出処理を実行し、
０になっている場合は検出処理を実行しない。車速Ｖが
第２所定値である20km/h以上であるか否かが判断され、
車速Ｖが20km/h未満であると判断された場合、相対速度
検出フラグを０にして相対速度の検出処理を実行しな
い。つまり、車速Ｖが第２所定値である20km/h以上の場
合に相対速度の検出処理を実行するようになっている。
一方、車速Ｖが20km/h以上で且つ第１所定値である80km
/hを超えているか否かが判断され、車速Ｖが80km/hを超
えていると判断された場合、距離検出フラグを０にして
距離検出の処理を実行しない。つまり、車速Ｖが第１所
定値である80km/h以下の場合に距離検出の処理を実行す
るようになっている。

【００２４】車速Ｖが20km/h以上で且つ80km/h以下の場
合に距離検出フラグ及び相対速度検出フラグが１にされ
て距離検出及び相対速度検出の処理が実行され、車速Ｖ
が20km/h未満の場合に距離検出フラグだけが１にされて
距離検出のみの処理が実行され、車速Ｖが80km/hを超え
ている場合に相対速度検出フラグだけが１にされて相対
速度検出のみの処理が実行される。これにより、高速走
行では障害物との相対速度の情報が得られると共に、低
速走行では障害物との距離及び障害物の有無の情報が得
られ、しかも、検出のサンプリング間隔を短くして検出
データの抜け落ちを減らすことができる。

【００２５】一方、超音波センサ８では、車速に応じて
反射波の強度が変化し、高速走行になる程反射波が弱く
なる。そこで、走行速度（車速）に応じて低速程受信波
感度を低く、高速程受信波感度を高く設定することによ
り、安定した検出精度を実現するようにしている。単に
発信波レベルを強くした場合、低速走行時にノイズの廻
り込みにより障害物を誤検出する虞が発生してしまう。
これに対し、低速走行時の感度を下げることにより、発
信波レベルを強くしてもノイズの廻り込みによる誤検出
の虞がなくなり、高速走行時の受信感度を上げることに
より、高速でも安定した検出精度が得られる。

【００２６】つまり、図８に示すように、車速Ｖを読込
みんだ後、車速Ｖに応じて受信感度を変更する。受信感
度の変更は、図９に示したように、車速Ｖが高くなる程
受信波感度が高く設定されるようになっている。これに
より、低速走行時にはノイズの廻り込みによる誤検出の
虞をなくし、高速走行時には受信波感度を高く設定する
ことによる安定した検出精度の実現が可能になる。

【００２７】上述した物体検知装置を備えることによ
り、１つの超音波センサ８により、物体との距離及び物
体との相対速度を検出することができ、物体がガードレ
ール６のように静止物であるか、または物体が並走車両
７のように移動物であるかを判別することができる。ま
た、物体が並走車両７のように移動物であると判別した
場合、移動物の相対速度を検出することができ、移動物
の状況までも検出することができる。また、相対速度検
出処理部１３ではドップラー効果による周波数の差によ
って相対速度の検出を行うようにしているので、信号レ
ベル差による処理に比べ格段にノイズの影響を受けるこ
とがなく、S/N 比が向上する。

【００２８】また、高速走行では障害物との相対速度の
情報が得られると共に、低速走行では障害物との距離及
び障害物の有無の情報が得られ、しかも、検出のサンプ
リング間隔を短くして検出データの抜け落ちを減らすこ
とができる。また、低速走行時にはノイズの廻り込みに
よる誤検出の虞をなくし、高速走行時には受信波感度を
高く設定することによる安定した検出精度の実現が可能
になる。

【００２９】

【発明の効果】第１の発明の物体検知装置は、超音波の
送受信によって物体を検知する超音波センサの検知信号
が入力され超音波の送受信波の時間差に基づいて物体と
の距離を検出する距離検出処理部と、超音波センサの検
知信号が入力され超音波の送受信波の周波数分析を行う
と共に送受信波の周波数差に基づいて物体との相対速度
を検出する相対速度検出処理部とを備えたので、物体と
の距離及び物体との相対速度を検出することで、１つの
超音波センサにより、物体との距離の把握、物体が静止
物であるか移動物であるかの判別及び移動物の相対速度
を検出することができる。この結果、単一のセンサによ
り死角の範囲内にある物体の存在及び物体の詳細な状態
を検知することができ、簡素で低コストの装置とするこ
とが可能になる。

【００３０】第２の発明の物体検知装置は、超音波の送
受信によって物体を検知する超音波センサの検知信号が
入力され超音波の送受信波の時間差に基づいて物体との
距離を検出する距離検出処理部と、超音波センサの検知
信号が入力され超音波の送受信波の周波数分析を行うと
共に送受信波の周波数差に基づいて物体との相対速度を
検出する相対速度検出処理部と、距離検出処理部及び相
対速度検出処理部からの情報が入力され物体との距離及
び物体との相対速度の状況を知らせる状況発生手段とを
備え、物体との距離及び物体との相対速度を検出すると
共に物体の状況を知らせることで、１つの超音波センサ
により、物体との距離の把握、物体が静止物であるか移
動物であるかの判別及び移動物の相対速度を検出するこ
とができると共に、物体の状況を表示したり警告するこ
とができる。この結果、単一のセンサにより死角の範囲
内にある物体の存在及び物体の詳細な状態を検知して運
転者に知らせることができ、簡素で低コストの装置とす
ることが可能になり、しかも安全性を向上させることが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る物体検知装置を備えた
自動車の平面図。

【図２】検知手段の取付き状態を表すドアミラーの断面
図。

【図３】図２中のIII-III 線矢視図。

【図４】物体検知装置の制御ブロック図。

【図５】距離検出処理部における処理説明図。

【図６】相対速度検出処理部における処理説明図。

【図７】検出処理のフローチャート

【図８】検出処理のフローチャート

【図９】受信波感度と車速との関係を表すグラフ。

【符号の説明】

１ 自動車 ２ サイドミラー ５ 死角 ６ ガイドレール ７ 並走車両 ８ 超音波センサ ９ ハウジング １２ 距離検出処理部 １３ 相対速度検出処理部 １４ 制御部 １５ 表示器 １６ アラームベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前村 高広 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 井上 紀夫 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の側後部にある物体を超音波の送受
   信によって検知する超音波センサと、該超音波センサの
   検知信号が入力され超音波の送受信波の時間差に基づい
   て前記物体との距離を検出する距離検出処理部と、前記
   超音波センサの検知信号が入力され超音波の送受信波の
   周波数分析を行うと共に送受信波の周波数差に基づいて
   前記物体との相対速度を検出する相対速度検出処理部と
   からなることを特徴とする物体検知装置。
2. 【請求項２】 車両の側後部にある物体を超音波の送受
   信によって検知する超音波センサと、該超音波センサの
   検知信号が入力され超音波の送受信波の時間差に基づい
   て前記物体との距離を検出する距離検出処理部と、前記
   超音波センサの検知信号が入力され超音波の送受信波の
   周波数分析を行うと共に送受信波の周波数差に基づいて
   前記物体との相対速度を検出する相対速度検出処理部
   と、前記距離検出処理部及び前記相対速度検出処理部か
   らの情報が入力され前記物体との距離及び前記物体との
   相対速度の状況を知らせる状況発生手段とからなること
   を特徴とする物体検知装置。
3. 【請求項３】 前記距離検出処理部は、前記車両の走行
   速度が第１所定値以下の場合に距離の検出処理を実行
   し、相対速度検出処理部は、前記車両の走行速度が前記
   第１所定値よりも低速度である第２所定値以上の場合に
   相対速度の検出処理を実行することを特徴とする請求項
   １もしくは請求項２に記載の物体検知装置。
4. 【請求項４】 前記超音波センサの受信波感度は、前記
   車両の走行速度に応じて該走行速度が高速になる程高く
   設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３
   のいずれかに記載の物体検知装置。
5. 【請求項５】 前記超音波センサは前記車両のサイドミ
   ラーのハウジング内に収納されていることを特徴とする
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の物体検知装
   置。