JPS6279385A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、物体検知装置に関し、更に詳しくは、監視す
るべき空間を多数の小区画に分割し、その小区画におけ
る物体の有無を正確に検知する物体検知装置に関する。

「発明の課題」 この種の物体検知装置の代表例として自動車のバンクソ
ナーを例にとって説明する。

自動車のバックソナーは、例えば特開昭５７−８４３７
７号公報に開示の如き装置で、超音波を利用して自動車
の後方の障害物の有無を検知するものである。

ところで、かかるバンクソナーの超音波センサは、例え
ば、第４図に示すように、指向性をもった断面花弁形の
検知領域を有している。すなわち、超音波センサからの
距離によって検知ＮＩ域の幅が特異な特性で変化してい
る。

一方、バックソナーの表示部は、第３図に示すように自
動車Ａの後方の監視空間を小区画４１口、ハ、二・・・
・・・に分割し、各小区画についてｌ　（ＩＩのＬＥＤ
を対応させ、第１図に示す如きＬＥＤマトリクス２０と
したものがある。各小区画における障害物の有無に対応
して、各ＬＥＤを点滅させて表示するものである。

むろん、かかるＬＥＤマトリクス２０は単に一例であり
、このような表示部ばかりではないが、監視空間を小区
画に分割し、各小区画について障害物の有無を表示する
という基本的方式を多くの表示部が採用している。

ところで、かかる監視空間の分割は、人間に把１屋じや
すいものとするために、正方形、長方形。

扇型のような単純な形に分割されるのが普通である。

ところが、上述のように、超音波センサの検知領域は特
異な形をしているから、小区画の形と合致せず、ある距
離では超音波センサの検知領域が２以上の小区画にまた
がり、ある距離では超音波センサの検知領域が一つの小
区画の一部しかカバーしないといった不都合が生じる。

つまり、一つの小区画における障害物の有無を検知して
いるつもりでも、隣接する小区画の障害物をヰ★知して
いたり、その小区間に障害物があっても検知できない、
といった問題を生しることがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、わかり
やすい単純な小区画の形とセンサ手段の持つ検知領域の
特異な形の相違による上記不都合を解消しうる物体検知
装置を提供することを目的とするものである。

「発明の構成」 本発明の物体検知装置は、指向性をもった断面花弁形の
検知領域を有し、その検知領域内での距離と物体の存否
の関係を検知し、かつ、２以上の検知方向をとることが
できるセンサ手段、監視空間内に設定した小区画に前記
検知領域が市なるような方向と距離の１以上の組合せを
選択する方向・距離選択手段、および前記方向・距離選
択手段で選択した方向と距離の各組合せについて、少な
くとも１つの組合せで物体の存在が検知されたら、その
小区画内に物体があると判定する判定手段を具備したこ
とを構成上の特徴とするものである。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて本発明を更に詳しく説
明する。ここに第１図は本発明の物体検知装置の一実施
例である自動車のスキャニングソナーの一例の構成ブロ
ック図、第２図は第１図に示すスキャニングソナーを具
備した自動車のりャバンバ部分の斜視図、第３図はソナ
ーの検知方向と監視空間の小区画の関係を示す概念図、
第４図はソナーの検知領域の特性図、第５図（ａｌ　（
ｂｌ　（ｃｌ　（ｄｌは小区画イ１口、ハ、二における
障害物の有無の判定の説明図である。なお、図に示す実
施例により本発明が平定されるものではない。

第１図に示すように、自動車のスキャニングソナー１は
、コンピュータ２によりトライバ３を介してステッピン
グモータ４を駆動し、超音波ユニット５を旋回するもの
である。

超音波ユニット５には送信センサ５．と受信センサ５１
．とが隣接して設けられている。

基本波発生回路６で発生した４０ｋＨｚの搬送波は、コ
ンピュータ２がアンドゲート７を３００μｓのパルス状
に開くことでパルス波となり、増幅回路８および出力回
路９を介して送信センサ５ａに入力されている。これに
より送信センサ５□からパルス状に超音波が発信される
。

パルス状に発信された超音波が外部で反射されて帰って
きた反射波は、受信センサ５Ｌで検出され、増幅回路１
０．フィルタ１１．検波回路１２、プログラマブルゲイ
ンアンプ１３．プログラマブルピークホールド回路１４
およびＡ／Ｄコンバータ１５を介してコンピュータ２に
デジタル値で入力される。

プログラマブルゲインアンプ１３を用いている理由は、
障害物が遠くにあればそれだけ超音波の減衰が大きくな
り、検知しにくくなるから、これを補償するべく時間が
経過するほどゲインを大きくしてやるためである。

コンピュータ２は、アンドゲート７を開いてパルス状に
超音波を発信したときから所定時間内に反射波が検出さ
れればその検出されるまでの経過時間に比例した距離に
障害物があり、所定時間経過しても検出されないときは
障害物が無いと基本的に判断する。また、コンピュータ
２は、ステッピングモータ４の回転角度から超音波ユニ
ット５の旋回位置すなわち検知方向を判別する。

かくして、コンピュータ２は、障害物の有無およびその
位置（方向、距離）を判別できることになる。

障害物の有無およびその位置（方向、距離）を判別する
と、コンピュータ２は監視空間の各小区画イ１ロ、ハ、
二、・・・・・・、フのそれぞれについて障害物の有無
を判定する。この判定の詳細は後述する。

各小区画についての判定結果は、デコーダ１６．１７お
よびドライバ１８．１９を介して、ＬＥＤマトリクス２
０の対応するＬＥＤを点滅することで表示される。

第２図は自動車ＡのリャバンパＢの左端に設置された超
音波ユニット５および回転テーブル２４を示している。

モータ４により回転テーブル２４が回転されることで、
超音波ユニット５はそのサーチ方向を第３図１８＋、　
（ｂ）、　（Ｃ１・・・・・・ＩＺＩのように変化する
。

さて、第４図に示すように、超音波ユニット５の検知領
域は花弁形の水平断面形状をしている。

すなわち距離によって障害物を検知しうる幅が異なり、
例えば距離０．５ｍのところでは検知可能な幅は約０．
５ｍであるが、距１１１．２５ｍのところでは検知可能
な幅は約０．７５ｍに広がっている。

コンピュータ２は、一つの検知方向についての検知結果
を、１バイトのデータとして記憶する。

すなわち、距ＮＯ〜０．２５　ｍの範囲に障害物があれ
ば第１ビツトＤ０を１とし、なければ０とする。

距離０．２５〜０．５　ｍの範囲における障害物の有無
は第２ビツトＤ１の１７０で記憶する。以下同様に、０
．５〜０．７５ｍの障害物の有無は第３ピントＤ２に、
０．７５〜１．０　ｍの障害物の有無は第４ビツトＤ３
に、１．０〜１．２５ｍの障害物の有無は第５ビツトＤ
４に、１．２５〜１．５　ｍの障害物の有無は第６ビツ
トＤ８に、１．５〜１．７５ｍの障害物のを無は第７ピ
ツトＤＧに、１．７５〜２．０ｍの障害物の有無は第８
ビツトＤ７にそれぞれ１１０で記憶する。

一方、監視空間を分割した小区画イ１ロ、ハ。

・・・・・・は、ｌｍＸ１ｍの正方形の区画である。

そこで、超音波ユニット５の検知領域の形状と小区画の
形状とが合致しないので、一つの小区画における障害物
の有無をどう判定するかが問題となるが、本発明に係る
装置では、次のように判定する。

コンビエータ２は、例えば、小区画イについての障害物
の有無を判定するときは、第５図ｔａ＋に示すように、
検知方向ａについての検知結果のデータ（ａｏ、　ａ（
、ａ２．　ａ３＋　ａ４＋　ａ！ｌ＋　ａ５、ａｌ）の
うち第７ビツト目のデータａεと第８ビツト目のデータ
ａ７に着目する。また、検知方向すについての検知結果
のデータ（ｂｏ　＋　　ｂ＋　＋ｂ、、ｂ、、ｂう、ｂ
ｓ、ｂｔ、、ｂｙ）のうち第７ビツト目のデータｂ６と
第８ビツト目のデータｂ７に着目する。そして、この４
つのデータａＧ、ａｌ、ｂＧ、ｂｙのいずれかに１があ
れば、小区画イについて障害物ありと判定する。

第５図（ａｌから理解されるように、ａ方向におｌ、Ｎ
て検知可能な超音波ユニットの領域は小区画イの左半分
だけである０次にｂ方向については、小区画イの右半分
だけである。そこで、ａ方向またはｂ方向のいずれか一
方だけでは小区画イをカッイーできないが、両方向の検
知結果を併せれば、小区画イのほぼ全面をカバーできる
ようになる。かくして、小区画イについて過不足なく障
害物検知を行夫るのである。

次に小区画口については、第５図（ｂ）に示すように、
ｂ方向についての検知結果のデータ（ｂｏ。

１）ｌ　ｒ　ｂ２＋　ｂ３．ｂ４＊　ｂ６ｒ　ｂＧ、ｂ
？）のうち第５ビツト目のデータｂ、と第６ビツト目の
データｂ５とによって障害物の有無を判定する。

図から理解されるように・、これらによる検知領域と小
区画口とがほぼ合致するからである。

次に、小区画ハについては、第５図（Ｃ１から理解され
るように、Ｃ方向についてのデータの第３ビツト目のＣ
２および第４とソト目Ｃ３によって障害物の有無を判定
する。

次に、小区画二については、第５図Ｆｄｌに示すように
、ｄ方向についての検知結果のデータの第１ビツト目の
データｄ０と第２ビツト目のデータｄ。

およびに方向についての検知結果の第１ビツト目のデー
タに０と第２ビツト目のデータに１によって障害物の有
無を判定する。これらを組み合わせることによって小区
画二をほぼカバーする検知領域が得られるからである。

他の小区画オ〜フについても同様に、検知方向と距離の
１以上の組合せを適宜選択することで、上記と同様に、
その小区画をほぼカバーする検知領域を形成でき、これ
によりその小区画における障害物のを無を精度よく判定
できる。

判定結果がＬＥＤマトリクス２０で表示されることは先
述の通りであるが、そこで運転者は、ＬＥＤマトリクス
２０の各ＬＥＤの点滅伏態により各小区画における障害
物の有無を正確に知ることができる。

他の実施例としては、センサ手段を移動して検知方向を
変える代わりに、検知方向の異なる２以上のセンサ手段
を切換選択して検知方向を変えるものに本発明を適用し
たものが挙げられる。

また、レーダを用いた盗Ｎ警報システム等に本発明を通
用したものが挙げられる。

さらに、３次元室間的に本発明を通用したものが挙げら
れる。

「発明の効果」 本考案によれば、指向性をもった断面花弁形の検知領域
を存し、その検知領域内での距離と物体の存否の関係を
検知し、かつ、２以上の検知方向をとることができるセ
ンサ手段、監視空間内に設定した小区画に前記検知領域
が重なるような方向と距離の１以上の組合せを選択する
方向・距離選択手段、および前記方向・距離選択手段で
選択した方向と距離の各組合せについて、少な（とも１
つの組合せで物体の存在が検知されたら、その小区画内
に物体があると判定する判定手段を具備したことを特徴
とする物体検知装置が提供され、これによりセンサ手段
の検知Ｖ４域の形と監視空間内に設定した小区画の形状
の不一致にかかわらず各小区画についての障害物の有無
の判定を正確に行いうろことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の物体検知装置の一実施例である自動車
のスキャニングソナーの一例の構成ブロック図、第２図
は第１図に示すスキャニングソナーを具備した自動車の
りャバンバ部分の斜視図、第３図はソナーの検知方向と
監視空間の小区画の関係を示す概念図、第４図はソナー
の検知領域の特性図、第５図ｆａｔ　（ｂｌ　ｆａｔ　
（ｄ＋は各小区画イ１１ロ、ハ二における障害物の有無
の判定の説明図である。 （符号の説明） ｌ・・・自動車のスキャニングソナー ２・・・コンピュータ　　　５・・・超音波ユニット５
８・・・送信センサ　　　５ｂ・・・受信センサ２４・
・・回転テーブル ａ、ｂ、ｃ、・・・、ｋ・・・検知方向イ１１ロ、ハ・
・・、フ・・・小区画。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）指向性をもった断面花弁形の検知領域を有し
   、その検知領域内での距離と物体の存 否の関係を検知し、かつ、２以上の検知方 向をとることができるセンサ手段、 （ｂ）監視空間内に設定した小区画に前記検知領域が重
   なるような方向と距離の１以上の 組合せを選択する方向・距離選択手段、お よび （ｃ）前記方向・距離選択手段で選択した方向と距離の
   各組合せについて、少なくとも１ つの組合せで物体の存在が検知されたら、 その小区画内に物体があると判定する判定 手段 を具備したことを特徴とする物体検知装置。