JP6945776B2 - 障害物検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、障害物検出装置に関するものである。

従来の障害物検出装置は、車両に設置された単独の超音波センサを用いて、車両の走行中に当該超音波センサから車両の側方に送信された超音波が駐車車両で反射して当該超音波センサに受信されるまでに要した時間から駐車車両までの距離を検出し、駐車車両の距離を検出したときの当該超音波センサの位置と検出した距離とを用いて三角測量の原理により反射点を推測する。そして、従来の障害物検出装置は、反射点の点列データを用いて駐車車両の形状とコーナー（角部）を求め、駐車区画を判別する（例えば、特許文献１参照）。

特許第５９６５２７６号公報

従来の障害物検出装置は、障害物である駐車車両の側方を自車両が通過する際にのみ、自車両の側方に存在する障害物の角部を求めることができる構成であった。また、従来の障害物検出装置は、自車両に対して障害物がある角度以上に傾斜している場合、当該障害物の角部を精度よく求めることが困難であった。このように、従来の障害物検出装置には、自車両の前方又は後方に存在する、傾斜した障害物を検出することができないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、自車両の前方又は後方に存在する、傾斜した障害物を検出することを目的とする。

この発明に係る障害物検出装置は、車両の前面又は後面に設置された複数の測距センサに対して、直接波及び間接波の送受信を行わせる送受信部と、複数の測距センサにおける間接波の受信状況に基づいて、複数の測距センサの設置方向に対して傾斜した傾斜面を有する傾斜障害物が存在していることを検出する傾斜障害物検出部と、傾斜障害物検出部により傾斜障害物が存在していることが検出された場合、車両の走行中における異なる時刻に同一の測距センサが２回直接波を送受信した結果を用いて２つの円を描いて当該２つの円の交点を求める２円交点処理を行うことによって、複数の測距センサによる直接波の送受信結果から交点群の位置を算出する交点処理部と、交点処理部により算出された交点群の位置に基づいて、傾斜障害物の形状を推定する形状推定部と、形状推定部により推定された傾斜障害物の形状に基づいて、傾斜障害物のうちの車両に最も近い部位の位置を推定して接触位置情報として出力する接触位置推定部とを備えるものである。

この発明によれば、自車両の前方又は後方に存在する、傾斜した障害物を検出することができる。

実施の形態１に係る障害物検出装置の構成例を示すブロック図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、傾斜障害物における超音波の反射経路を示す図である。 交点処理部による２円交点処理を説明する図である。 車両が傾斜障害物に近づくにつれて交点の位置が遠い側にシフトしていく様子を説明する図である。 図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、形状推定部による傾斜障害物の形状推定方法と、接触位置推定部による接触位置の推定方法を説明する図である。 実施の形態１に係る障害物検出装置の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る障害物検出装置の構成例を示すブロック図である。 図８Ａ〜図８Ｆは、センサ選択部による測距センサの選択方法を説明する図である。 実施の形態２に係る障害物検出装置の動作例を示すフローチャートである。 図９のフローチャートの続きを示す図である。 各実施の形態に係る障害物検出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 各実施の形態に係る障害物検出装置のハードウェア構成の別の例を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る障害物検出装置１０の構成例を示すブロック図である。障害物検出装置１０は、車両に搭載され、車両周辺の障害物を検出するものである。この障害物検出装置１０は、送受信部１１、傾斜障害物検出部１２、交点処理部１３、形状推定部１４、及び接触位置推定部１５を備える。また、障害物検出装置１０は、当該車両に設置されている複数の測距センサ１〜４、及び衝突判定部２０に接続されている。

図１では、障害物検出装置１０に対して４個の測距センサ１〜４が接続されているが、測距センサの数は４個に限定されず、２個以上であればよい。
測距センサ１〜４は、探査波として超音波又は電波等を送信し、車両周辺の障害物で反射した探査波である反射波を受信する。以下では、測距センサ１〜４が超音波センサであるものとする。

送受信部１１は、車両の走行中に、予め定められた駆動間隔（例えば、５０ｍｓ）で、測距センサ１〜４に対して直接波及び間接波の送受信を行わせる。例えば、送受信部１１は、測距センサ１から超音波を送信させ、その後、測距センサ１〜４に反射波を受信させる。この場合、超音波を送信した測距センサ１自身が受信した反射波は直接波であり、測距センサ２〜４が受信した反射波は間接波である。送受信部１１は、測距センサ１から超音波を送信させた時点から５０ｍｓ後に、今度は測距センサ２から超音波を送信させ、その後、測距センサ１〜４に反射波を受信させる。この場合、超音波を送信した測距センサ２自身が受信した反射波は直接波であり、測距センサ１，３，４が受信した反射波は間接波である。送受信部１１は、上記同様に、測距センサ２から超音波を送信させた時点から５０ｍｓ後に、測距センサ３から超音波を送信させ、測距センサ３から超音波を送信させた時点から５０ｍｓ後に、測距センサ４から超音波を送信させ、測距センサ４から超音波を送信させた時点から５０ｍｓ後に、再び測距センサ１から超音波を送信させる。このように、送受信部１１は、２００ｍｓの駆動周期で、測距センサ１〜４に直接波及び間接波の送受信を行わせる。送受信部１１は、直接波を送受信した測距センサを示す情報と直接波が反射した反射点までの距離を示す情報とを、直接波の送受信結果として、傾斜障害物検出部１２へ出力する。また、送受信部１１は、直接波を送信した測距センサ及び間接波を受信した測距センサを示す情報と、間接波が反射した反射点までの距離を示す情報とを、間接波の送受信結果として、傾斜障害物検出部１２へ出力する。

傾斜障害物検出部１２は、直接波の送受信結果と間接波の送受信結果とを送受信部１１から受け取る。傾斜障害物検出部１２は、測距センサ１〜４における間接波の受信状況に基づいて、傾斜障害物が存在していることを検出する。「傾斜障害物」は、測距センサ１〜４の設置方向に対して傾斜した傾斜面を有する障害物である。一方、測距センサ１〜４の設置方向に対して傾斜した傾斜面を有さない障害物、つまり測距センサ１〜４の設置方向に対して略平行な面を有する障害物を「非傾斜障害物」と称する。傾斜障害物検出部１２は、傾斜障害物が存在していることを検出した場合、直接波の送受信結果を交点処理部１３へ出力する。測距センサ１〜４の設置方向とは、測距センサ１〜４が車両の前面に設置されている場合には当該前面に平行な方向であり、測距センサ１〜４が車両の後面に設置されている場合には当該後面に平行な方向である。

図２Ａ及び図２Ｂは、傾斜障害物６１，６２における超音波の反射経路を示す図である。図示例では、車両５０の後面５１に測距センサ１，２が一列に並べて設置されている。ここで、傾斜障害物６１，６２とは、測距センサ１，２の設置方向、つまり後面５１に対して傾斜した傾斜面を有する障害物である。

図２Ａに示されるような、角部６１ａを有する、角柱のような形状をした傾斜障害物６１の場合、測距センサ１が送信した超音波は、傾斜障害物６１の傾斜面で反射するときに拡散する。そのため、測距センサ１は直接波を受信できるが、測距センサ２は間接波を受信できない。同様に、測距センサ２が送信した超音波も、傾斜障害物６１の傾斜面で反射するときに拡散するため、測距センサ２は直接波を受信できるが、測距センサ１は間接波を受信できない。なお、角部６１ａは、超音波が反射する面積が小さいため、直接波も間接波も測距センサ１，２へほとんど返らない。

図２Ｂに示されるような、角部を有さない、傾斜壁のような形状をした傾斜障害物６２の場合も傾斜障害物６１の場合と同様に、測距センサ１，２が送信した超音波は、傾斜障害物６２の傾斜面で反射するときに拡散する。そのため、測距センサ１，２は、直接波を受信できるが、間接波を受信できない。

そこで、傾斜障害物検出部１２は、例えば測距センサ１が超音波を送信した後、測距センサ１が直接波を受信し、測距センサ２が間接波を受信しなかった場合、車両５０の後方に傾斜障害物６１又は傾斜障害物６２が存在していることを検出する。
一方、傾斜障害物検出部１２は、測距センサ１が直接波を受信し、測距センサ２が間接波を受信した場合、車両５０の後方に、非傾斜障害物が存在していることを検出する。また、傾斜障害物検出部１２は、測距センサ１が直接波を受信せず、測距センサ２が間接波を受信しなかった場合、車両５０の後方に、傾斜障害物及び非傾斜障害物が存在していないことを検出する。

交点処理部１３は、傾斜障害物検出部１２により傾斜障害物が存在していることが検出された場合、直接波の送受信結果を傾斜障害物検出部１２から受け取る。交点処理部１３は、車両の走行中における異なる時刻に測距センサ１が２回直接波を送受信した結果を用いて２つの円を描いて当該２つの円の交点を求める２円交点処理を行うことによって、当該交点の位置を算出する。同様に、交点処理部１３は、測距センサ２、測距センサ３、及び測距センサ４のそれぞれについても、２回分の直接波の送受信結果を用いて交点の位置を算出する。交点処理部１３は、測距センサ１〜４による直接波の送受信結果から算出した交点群の位置を示す情報を、形状推定部１４へ出力する。

図３は、交点処理部１３による２円交点処理を説明する図である。図３の例では、車両５０が後退中であり、測距センサ１は、車両５０の後退に伴って測距センサ１の位置から測距センサ１ａの位置へと移動する。車両５０の後退中、交点処理部１３は、測距センサ１の位置で送受信された直接波の送受信結果を用いて、測距センサ１が超音波を送信してから直接波を受信するまでに要した時間を元に、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式により当該超音波が反射した反射点７０までの距離を算出し、測距センサ１の位置を中心とし、反射点７０までの距離を半径とした円を描く。同様に、交点処理部１３は、測距センサ１ａの位置で送受信された直接波の送受信結果を用いて、測距センサ１ａが超音波を送信してから直接波を受信するまでに要した時間を元に、ＴＯＦ方式により当該超音波が反射した反射点７１までの距離を算出し、測距センサ１ａの位置を中心とし、反射点７１までの距離を半径とした円を描く。そして、交点処理部１３は、２つの円の交点７２の位置を算出する。

なお、交点処理部１３は、車速、ヨーレート、又はステアリング角度等の各種情報を車両５０から取得し、取得した各種情報を用いて、車両５０が走行しているときの時刻ごとの測距センサ１〜４の位置を算出すればよい。また、図３では車両５０が直進している例が示されたが、車両５０がカーブしていてもよい。
車両５０の走行中、測距センサ１〜４が超音波を送信した位置と、当該超音波が傾斜障害物で反射した直接波を測距センサ１〜４が受信する位置とは異なる。交点処理部１３は、２円交点処理時、測距センサ１〜４が超音波を送信した位置、測距センサ１〜４が直接波を受信した位置、又は上記送信した位置と受信した位置の中間位置のうちのいずれか１つを中心とした円を描けばよい。

図４は、車両５０が傾斜障害物６２に近づくにつれて交点７６，７７の位置が遠い側にシフトしていく様子を説明する図である。車両５０の後退中、測距センサ１の位置で送信された超音波は反射点７３の位置で反射し、測距センサ１ａの位置で送信された反射波は反射点７４の位置で反射し、測距センサ１ｂの位置で送信された反射波は反射点７５の位置で反射する。このように、車両５０が傾斜障害物６２に近づくにつれて、反射点７３，７４，７５の位置が車両５０から遠い位置にシフトしていく。そのため、反射点７３と反射点７４とを用いた２円交点処理により算出された交点７６の位置に比べ、反射点７４と反射点７５とを用いた２円交点処理により算出された交点７７の位置は、車両５０から遠い側にシフトしている。

なお、交点処理部１３は、測距センサ１が超音波を送信した後に測距センサ１が最初に受信した反射波を直接波として用いて、上記の２円交点処理を行うことが好ましい。測距センサ１が最初に受信した反射波は、測距センサ１から傾斜障害物６２までの最短距離に相当するため、車両５０が傾斜障害物６２に近づくにつれて交点７６，７７の位置が傾斜障害物６２の傾斜面に沿ってシフトしていくことになる。そのため、後述する形状推定部１４において交点群に対する近似直線を求めることが可能となる。

形状推定部１４は、車両５０の後退中に交点処理部１３により算出された交点群の位置を示す情報を、交点処理部１３から受け取る。形状推定部１４は、交点処理部１３により算出された交点群の位置に基づいて、傾斜障害物の形状を推定する。形状推定部１４は、傾斜障害物の形状を示す情報を、接触位置推定部１５へ出力する。

接触位置推定部１５は、傾斜障害物の形状を示す情報を、形状推定部１４から受け取る。接触位置推定部１５は、形状推定部１４により推定された傾斜障害物の形状に基づいて、傾斜障害物のうちの車両５０に最も近い部位の位置を推定し、推定した部位の位置を示す情報を、車両５０に接触する可能性の高い位置を示す接触位置情報として、衝突判定部２０へ出力する。

図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、形状推定部１４による傾斜障害物６１，６２の形状推定方法と、接触位置推定部１５による接触位置８２，８４，８７，９０の推定方法を説明する図である。図示例において、交点処理部１３により算出された交点は黒丸（●）で示されている。また、車両５０の後面５１に測距センサ１〜４が一列に並べて設置されている。

形状推定部１４は、交点処理部１３により算出された交点群の位置に基づいて、当該交点群の近似直線８０，８１，８３，８５，８６，８８，８９を求める。形状推定部１４は、交点群の近似直線が２本以上に分かれた場合（図５Ａ及び図５Ｃ）、傾斜障害物６１は角部６１ａを有する形状であると推定する。また、形状推定部１４は、複数の近似直線の交点位置を、傾斜障害物６１の有する角部６１ａの位置であると推定する。接触位置推定部１５は、形状推定部１４により推定された角部６１ａの位置を、接触位置８２と推定する。なお、図５Ｃに示されるように、２つの傾斜障害物６１が並んでいる場合、４本の近似直線８５，８６，８８，８９から３つの交点が求まるため、形状推定部１４は、傾斜障害物が３つの角部６１ａを有する形状であると推定する。この場合、接触位置推定部１５は、３つの角部６１ａの中からより車両５０に近い側に存在する２つの角部６１ａの位置を、接触位置８７，９０とすればよい。

一方、形状推定部１４は、交点群の近似直線が１本である場合（図５Ｂ）、傾斜障害物６２は角部６１ａを有さない形状であると推定する。この場合、接触位置推定部１５は、交点群の近似直線８３と、車両５０の側面を延長した仮想の車両側線５３との交点の位置を、接触位置８４と推定する。このとき、接触位置推定部１５は、近似直線８３と車両側線５２との交点の位置、及び、近似直線８３と車両側線５３との交点の位置のうち、より車両５０に近い側に存在する交点を、接触位置８４とすればよい。

なお、形状推定部１４は、あくまで、車両５０の後方における測距センサ１〜４に対向する範囲に、車両５０側に凸の角部６１ａが存在するか否かを推定する。そのため、後述する図８Ｆに示される傾斜障害物６２は、角部６１ａを有する角柱のような形状であるが、この角部６１ａは測距センサ１〜４に対向する範囲外に存在するため、形状推定部１４は、この傾斜障害物６２を、角部を有さない傾斜壁のような形状と推定することになる。

衝突判定部２０は、接触位置情報を接触位置推定部１５から受け取る。例えば、衝突判定部２０は、図５Ａに示される車両５０の後面５１と傾斜障害物６１の接触位置８２との距離が、予め定められた距離以下である場合、衝突の可能性が高いと判定する。車両５０は、衝突判定部２０により衝突の可能性が高いと判定された場合、衝突回避のために、車両５０のブレーキを作動させて衝突時の衝撃を軽減させる機能（いわゆる衝突被害軽減ブレーキ）、又は衝突を未然に防ぐために運転者に対して警報を発する機能（いわゆる衝突防止警報システム）等を実行する。

図６は、実施の形態１に係る障害物検出装置１０の動作例を示すフローチャートである。障害物検出装置１０は、車両５０が走行している間、図６のフローチャートに示される動作を繰り返し実行する。

ステップＳＴ１において、送受信部１１は、予め定められた駆動間隔で、測距センサ１〜４に対して直接波及び間接波の送受信を行わせ、送受信結果を傾斜障害物検出部１２へ出力する。

ステップＳＴ２において、傾斜障害物検出部１２は、測距センサ１〜４のいずれかにより直接波及び間接波が受信された場合、非傾斜障害物が存在していることを検知する（ステップＳＴ２“ＹＥＳ”）。この場合、傾斜障害物検出部１２は、直接波の送受信結果と間接波の送受信結果とを、交点処理部１３へ出力する。
一方、傾斜障害物検出部１２は、測距センサ１〜４のすべてにより間接波が受信されておらず、かつ、測距センサ１〜４のいずれかにより直接波が受信された場合、傾斜障害物が存在していることを検知する（ステップＳＴ２“ＮＯ”）。この場合、傾斜障害物検出部１２は、直接波の送受信結果を、交点処理部１３へ出力する。

ステップＳＴ３において、交点処理部１３は、傾斜障害物検出部１２から受け取った直接波の送受信結果と間接波の送受信結果とを用いて２円交点処理を行い、非傾斜障害物の形状に相当する交点群の位置を算出する。例えば、測距センサ１が超音波を送信し、測距センサ１が直接波を受信し、測距センサ２が間接波を受信した場合を想定する。
この場合、交点処理部１３は、直接波の送受信結果を用いて、測距センサ１が超音波を送信してから直接波を受信するまでに要した時間を元に、ＴＯＦ方式により当該超音波が反射した非傾斜障害物までの距離を算出する。そして、交点処理部１３は、測距センサ１の位置を中心とし、上記直接波に基づいて算出した非傾斜障害物までの距離を半径とした円を描く。また、交点処理部１３は、間接波の送受信結果を用いて、測距センサ１が超音波を送信してから測距センサ２が間接波を受信するまでに要した時間を元に、ＴＯＦ方式により当該超音波が反射した非傾斜障害物までの距離を算出する。そして、交点処理部１３は、測距センサ１の位置と測距センサ２の位置を焦点とし、上記間接波に基づいて算出した非傾斜障害物までの距離を用いた楕円を描く。そして、交点処理部１３は、円と楕円との交点の位置を算出する。

ステップＳＴ４において、接触位置推定部１５は、交点処理部１３により算出された交点群の位置を、形状推定部１４を介して交点処理部１３から受け取る。接触位置推定部１５は、交点処理部１３により算出された交点群の位置を非傾斜障害物の位置と推定し、当該位置を接触位置情報として衝突判定部２０へ出力する。

ステップＳＴ５において、衝突判定部２０は、接触位置推定部１５から受け取った接触位置情報を用いて、傾斜障害物又は非傾斜障害物と車両５０との衝突の可能性を判定する。衝突判定部２０は、衝突の可能性が高いと判定した場合（ステップＳＴ５“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ６において車両５０に対して衝突回避を指示する。衝突の可能性が低い場合（ステップＳＴ５“ＮＯ”）、障害物検出装置１０の動作はステップＳＴ１に戻る。

ステップＳＴ７において、交点処理部１３は、傾斜障害物検出部１２から受け取った直接波の送受信結果を用いて図３及び図４に示されるような２円交点処理を行い、傾斜障害物の形状に相当する交点群の位置を算出する。

ステップＳＴ８において、形状推定部１４は、交点処理部１３により算出された交点群に対する近似直線を求める。ステップＳＴ９において、形状推定部１４は、求めた近似直線が複数であるか否かを判定する。

近似直線が複数である場合（ステップＳＴ９“ＹＥＳ”）、ステップＳＴ１０において、形状推定部１４は、傾斜障害物が角柱のような角部を有する形状であると推定する。ステップＳＴ１１において、接触位置推定部１５は、形状推定部１４により推定された角部の位置を接触位置と推定し、当該位置を接触位置情報として衝突判定部２０へ出力する。

近似直線が単数である場合（ステップＳＴ９“ＮＯ”）、ステップＳＴ１２において、形状推定部１４は、傾斜障害物が傾斜壁のような角部を有さない形状であると推定する。ステップＳＴ１３において、接触位置推定部１５は、形状推定部１４により求められた近似直線と、車両側線５２又は車両側線５３との交点の位置を、接触位置と推定し、当該位置を接触位置情報として衝突判定部２０へ出力する。

以上のように、実施の形態１に係る障害物検出装置１０は、送受信部１１、傾斜障害物検出部１２、交点処理部１３、形状推定部１４、及び接触位置推定部１５を備える。送受信部１１は、車両５０の後面５１に設置された複数の測距センサ１〜４に対して、直接波及び間接波の送受信を行わせる。傾斜障害物検出部１２は、複数の測距センサ１〜４における間接波の受信状況に基づいて、複数の測距センサ１〜４の設置方向に対して傾斜した傾斜面を有する傾斜障害物が存在していることを検出する。交点処理部１３は、傾斜障害物検出部１２により傾斜障害物が存在していることが検出された場合、車両５０の走行中における異なる時刻に同一の測距センサが２回直接波を送受信した結果を用いて２つの円を描いて当該２つの円の交点を求める２円交点処理を行うことによって、複数の測距センサ１〜４による直接波の送受信結果から交点群の位置を算出する。形状推定部１４は、交点処理部１３により算出された交点群の位置に基づいて、傾斜障害物の形状を推定する。接触位置推定部１５は、形状推定部１４により推定された傾斜障害物の形状に基づいて、傾斜障害物のうちの車両５０に最も近い部位の位置を推定して接触位置情報として出力する。これにより、障害物検出装置１０は、車両５０の後方に存在する傾斜障害物を検出することができる。

また、実施の形態１の交点処理部１３は、測距センサが超音波を送信した後に当該測距センサが最初に受信した反射波を直接波として用いて２円交点処理を行う。これにより、車両５０が傾斜障害物に近づくにつれて交点の位置が傾斜障害物の傾斜面に沿ってシフトしていくことになるため、形状推定部１４において交点群に対する近似直線を求めることが可能となる。

また、実施の形態１の形状推定部１４は、交点群の近似直線を求め、当該近似直線が複数である場合に傾斜障害物が角部を有する形状であると推定し、当該近似直線が単数である場合に傾斜障害物が角部を有さない形状であると推定する。これにより、形状推定部１４は、傾斜障害物が角柱のような形状であるか傾斜壁のような形状であるかを判別することができる。角柱と傾斜壁とでは車両５０の後面５１に接触する部位が異なるため、形状推定部１４が角柱と傾斜壁とを判別することにより、衝突判定部２０による衝突可能性の判定精度が向上する。

また、実施の形態１の形状推定部１４は、交点群の近似直線が複数である場合、当該近似直線の交点位置が傾斜障害物の有する角部の位置であると推定する。接触位置推定部１５は、形状推定部１４により推定された角部の位置を接触位置情報として出力する。これにより、接触位置推定部１５は、角柱のような形状をした傾斜障害物について、車両５０の後面５１に最も近い部位の位置を精度よく推定することができる。

また、実施の形態１の形状推定部１４は、交点群の近似直線が単数である場合、当該近似直線と車両５０の側面を延長した車両側線５２，５３との交点の位置を接触位置情報として出力する。これにより、接触位置推定部１５は、傾斜壁のような形状をした傾斜障害物について、車両５０の後面５１に最も近い部位の位置を精度よく推定することができる。

実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る障害物検出装置１０の構成例を示すブロック図である。実施の形態２に係る障害物検出装置１０は、図１に示された実施の形態１の障害物検出装置１０に対して、センサ選択部１６が追加された構成である。図７において図１と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。

センサ選択部１６は、接触位置推定部１５により推定された傾斜障害物のうちの車両に最も近い部位の位置、つまり接触位置に基づいて、測距センサ１〜４の中から直接波の送受信を行わせる１つ以上の測距センサを選択する。センサ選択部１６は、選択した測距センサを示す情報を、送受信部１１へ出力する。送受信部１１は、センサ選択部１６により測距センサが選択された場合、選択された２つ以上の測距センサに対して直接波の送受信を行わせる。

図８Ａ〜図８Ｆは、センサ選択部１６による測距センサの選択方法を説明する図である。図８Ａ〜図８Ｆにおいて図１〜図５と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。この例では、センサ選択部１６は、傾斜障害物の接触位置に近い２つの測距センサに直接波の送受信を行わせるようにし、残りの測距センサによる送受信を停止させる。

以下では、直接波の送受信を行わせる測距センサを「駆動センサ」と称し、直接波の送受信を停止させる測距センサを「非駆動センサ」と称する。

図８Ａの場合、センサ選択部１６は、傾斜障害物６１の接触位置９１に近い測距センサ２と測距センサ３を、駆動センサとして選択する。図８Ｂの場合、センサ選択部１６は、傾斜障害物６１の接触位置９２に近い測距センサ１と測距センサ２を、駆動センサとして選択する。

例外として、測距センサの正面に傾斜障害物６１の角部が存在する場合、角部の正面の測距センサは直接波を受信することが困難であるため、センサ選択部１６は、正面の測距センサを除外した残りの測距センサの中から、接触位置に近い２つの測距センサを選択する。図８Ｃの場合、センサ選択部１６は、傾斜障害物６１の角部である接触位置９３の正面に位置する測距センサ２を非駆動センサとし、測距センサ２に隣接する測距センサ１と測距センサ３を駆動センサとして選択する。図８Ｄの場合、センサ選択部１６は、傾斜障害物６１の角部である接触位置９４の正面に位置する測距センサ１を非駆動センサとし、測距センサ１に隣接する測距センサ２と測距センサ３を駆動センサとして選択する。

また、センサ選択部１６は、傾斜壁のような形状をした傾斜障害物６２の場合、接触位置に近い２つの測距センサを選択する。図８Ｅの場合、センサ選択部１６は、図示しない交点群の近似直線と車両側線５２との交点である接触位置９５に近い測距センサ１と測距センサ２を、駆動センサとして選択する。図８Ｆの場合、測距センサ１よりも外側に傾斜障害物６２が存在する。この傾斜障害物６２は、角部を有する角柱のような形状をしているが、近似直線（不図示）が１本であるので形状推定部１４において角部を有さない傾斜壁のような形状をした傾斜障害物６２と推定され、接触位置推定部１５において上記近似直線と車両側線５２との交点である接触位置９６が推定される。よって、センサ選択部１６は、図８Ｅの場合と同様、図８Ｆの場合も、接触位置９６に近い測距センサ１と測距センサ２を駆動センサとして選択する。

図９及び図１０は、実施の形態２に係る障害物検出装置１０の動作例を示すフローチャートである。障害物検出装置１０は、車両５０が走行している間、図９及び図１０のフローチャートに示される動作を繰り返し実行する。

ステップＳＴ２１において、送受信部１１は、センサ選択部１６により測距センサ１〜４の中から駆動センサが選択されているか否かを確認する。駆動センサが選択されている場合（ステップＳＴ２１“ＹＥＳ”）、送受信部１１は、図１０に示されるステップＳＴ３１以降の動作を行う。一方、駆動センサが選択されていない場合（ステップＳＴ２１“ＮＯ”）、送受信部１１は、ステップＳＴ１以降の動作を行う。図９及び図１０のフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ＳＴ１３の動作は、図６のフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ＳＴ１３の動作と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳＴ２２において、センサ選択部１６は、接触位置推定部１５がステップＳＴ１１又はステップＳＴ１３で推定した、傾斜障害物の接触位置を示す接触位置情報を、接触位置推定部１５から受け取る。センサ選択部１６は、接触位置情報に基づく接触位置と測距センサ１〜４の位置とを比較して、測距センサ１〜４の中から当該接触位置に近い少なくとも２つ測距センサを駆動センサとして選択し、選択した駆動センサを示す情報を送受信部１１へ出力する。

ステップＳＴ３１において、送受信部１１は、予め定められた駆動間隔（例えば、５０ｍｓ）で、センサ選択部１６により選択された少なくとも２つの駆動センサのそれぞれに対して直接波の送受信を行わせ、送受信結果を傾斜障害物検出部１２へ出力する。例えば、図８Ａのように測距センサ２と測距センサ３が駆動センサとして選択された場合、送受信部１１は、まず、測距センサ２から超音波を送信させ、その後、測距センサ２に反射波（つまり、直接波）を受信させる。送受信部１１は、測距センサ２から超音波を送信させた時点から５０ｍｓ後に、今度は測距センサ３から超音波を送信させ、その後、測距センサ３に反射波（つまり、直接波）を受信させる。駆動センサは測距センサ２と測距センサ３の２つだけなので、送受信部１１は、測距センサ３から超音波を送信させた時点から５０ｍｓ後に、再び測距センサ２から超音波を送信させる。このように、送受信部１１は、１００ｍｓの駆動周期で、駆動センサである測距センサ２と測距センサ３に直接波の送受信を行わせる。送受信部１１は、ステップＳＴ１では、４つの測距センサ１〜４を２００ｍｓの駆動周期で駆動させるが、ステップＳＴ３１では、２つの測距センサ２，３を１００ｍｓの駆動周期で駆動させることになる。そのため、障害物検出装置１０は、短時間でより多くの接触位置の情報を得ることができるようになり、衝突判定部２０は、より精度よく衝突の可能性を判定することができる。

ステップＳＴ３２において、交点処理部１３は、駆動センサによる直接波の送受信結果を、傾斜障害物検出部１２を介して送受信部１１から受け取る。交点処理部１３は、直接波の送受信結果を用いて２円交点処理を行い、傾斜障害物の形状に相当する交点群の位置を算出する。

図１０のフローチャートにおけるステップＳＴ３３〜ステップＳＴ３９の動作は、図６及び図９のフローチャートにおけるステップＳＴ８〜ＳＴ１３，ＳＴ５の動作と同じであるため、説明を省略する。

なお、図８Ａ〜図８Ｆの例では、センサ選択部１６は、傾斜障害物の接触位置と測距センサ１〜４の設置位置とに基づいて、測距センサ１〜４を駆動センサと非駆動センサとに分類し、非駆動センサの直接波の送受信を停止させたが、これに限定されない。
例えば、図８Ａに示される位置に傾斜障害物６１が存在する場合、図２Ａに示されるように測距センサ１，２から送信された超音波は測距センサ３，４へ届かない。同様に、測距センサ３，４から送信された超音波は、測距センサ１，２へ届かない。したがって、図８Ａの場合、角部６１ａである接触位置９１を間に挟んで、測距センサ１，２と測距センサ３，４とは、干渉せずに直接波の送受信が可能である。

そこで、例えば、送受信部１１は、図８Ａにおいて駆動センサとして選択された測距センサ２と測距センサ３とを５０ｍｓ間隔で交互に駆動するのではなく、同時に駆動してもよい。この場合、送受信部１１は、２つの測距センサ２，３を５０ｍｓの駆動周期で駆動させることができる。
あるいは、送受信部１１は、図８Ａにおいて駆動センサとして選択された測距センサ２と測距センサ３の駆動間隔を短くし、非駆動センサである測距センサ１と測距センサ４の駆動間隔を長くしてもよい。この場合、送受信部１１は、例えば、駆動センサを駆動周期ごとに駆動し、非駆動センサを駆動周期の２回に１回駆動する。

以上のように、実施の形態２に係る障害物検出装置１０は、接触位置推定部１５により推定された傾斜障害物のうちの車両５０に最も近い部位の位置に基づいて、複数の測距センサ１〜４の中から直接波の送受信を行わせる測距センサを選択するセンサ選択部１６を備える。送受信部１１は、センサ選択部１６により選択された当該測距センサに対して直接波の送受信を行わせる。これにより、障害物検出装置１０は、短時間でより多くの直接波の送受信を行わせてより多くの接触位置の情報を得ることができるようになり、衝突判定部２０は、より精度よく衝突の可能性を判定することができる。

なお、実施の形態１，２では、測距センサ１〜４が車両５０の後面５１に設置されたが、車両５０の前面に設置されてもよい。この場合、障害物検出装置１０は、車両５０の前面に設置された測距センサ１〜４を用いて、車両５０の前方に存在する傾斜障害物を検出する。

最後に、各実施の形態に係る障害物検出装置１０のハードウェア構成を説明する。
図１１及び図１２は、各実施の形態に係る障害物検出装置１０のハードウェア構成例を示す図である。障害物検出装置１０における送受信部１１、傾斜障害物検出部１２、交点処理部１３、形状推定部１４、接触位置推定部１５、及びセンサ選択部１６の機能は、処理回路により実現される。即ち、障害物検出装置１０は、上記機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアとしての処理回路１００であってもよいし、メモリ１０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ１０１であってもよい。

図１１に示されるように、処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。送受信部１１、傾斜障害物検出部１２、交点処理部１３、形状推定部１４、接触位置推定部１５、及びセンサ選択部１６の機能を複数の処理回路１００で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路１００で実現してもよい。

図１２に示されるように、処理回路がプロセッサ１０１である場合、送受信部１１、傾斜障害物検出部１２、交点処理部１３、形状推定部１４、接触位置推定部１５、及びセンサ選択部１６の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０２に格納される。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に格納されたプログラムを読みだして実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、障害物検出装置１０は、プロセッサ１０１により実行されるときに、図６等のフローチャートで示されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１０２を備える。また、このプログラムは、送受信部１１、傾斜障害物検出部１２、交点処理部１３、形状推定部１４、接触位置推定部１５、及びセンサ選択部１６の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。

ここで、プロセッサ１０１とは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、又はマイクロプロセッサ等のことである。
メモリ１０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、又はフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク又はフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）又はＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光ディスクであってもよい。

なお、送受信部１１、傾斜障害物検出部１２、交点処理部１３、形状推定部１４、接触位置推定部１５、及びセンサ選択部１６の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、障害物検出装置１０における処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の機能を実現することができる。

本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る障害物検出装置は、車両前後に存在する傾斜した障害物を検出するようにしたので、衝突被害軽減ブレーキ又は衝突防止警報システム等で用いられる障害物検出装置に用いるのに適している。

１，１ａ，１ｂ，２，３，４ 測距センサ、１０ 障害物検出装置、１１ 送受信部、１２ 傾斜障害物検出部、１３ 交点処理部、１４ 形状推定部、１５ 接触位置推定部、１６ センサ選択部、２０ 衝突判定部、５０ 車両、５１ 後面、５２，５３ 車両側線、６１，６２ 傾斜障害物、６１ａ 角部、７０，７１，７３，７４，７５ 反射点、７２，７６，７７ 交点、８０，８１，８３，８５，８６，８８，８９ 近似直線、８２，８４，８７，９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６ 接触位置、１００ 処理回路、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ。

Claims (6)

1. 車両の前面又は後面に設置された複数の測距センサに対して、直接波及び間接波の送受信を行わせる送受信部と、
   前記複数の測距センサにおける間接波の受信状況に基づいて、前記複数の測距センサの設置方向に対して傾斜した傾斜面を有する傾斜障害物が存在していることを検出する傾斜障害物検出部と、
   前記傾斜障害物検出部により前記傾斜障害物が存在していることが検出された場合、前記車両の走行中における異なる時刻に同一の測距センサが２回直接波を送受信した結果を用いて２つの円を描いて当該２つの円の交点を求める２円交点処理を行うことによって、前記複数の測距センサによる直接波の送受信結果から交点群の位置を算出する交点処理部と、
   前記交点処理部により算出された前記交点群の位置に基づいて、前記傾斜障害物の形状を推定する形状推定部と、
   前記形状推定部により推定された前記傾斜障害物の形状に基づいて、前記傾斜障害物のうちの前記車両に最も近い部位の位置を推定して接触位置情報として出力する接触位置推定部とを備える障害物検出装置。
2. 前記交点処理部は、測距センサが探査波を送信した後に前記測距センサが最初に受信した反射波を前記直接波として用いて前記２円交点処理を行うことを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
3. 前記形状推定部は、前記交点群の近似直線を求め、前記近似直線が複数である場合に前記傾斜障害物が角部を有する形状であると推定し、前記近似直線が単数である場合に前記傾斜障害物が角部を有さない形状であると推定することを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。
4. 前記形状推定部は、前記交点群の近似直線が複数である場合、前記近似直線の交点位置が前記傾斜障害物の有する前記角部の位置であると推定し、
   前記接触位置推定部は、前記形状推定部により推定された前記角部の位置を前記接触位置情報として出力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. 前記接触位置推定部は、前記交点群の近似直線が単数である場合、前記近似直線と前記車両の側面を延長した車両側線との交点の位置を前記接触位置情報として出力することを特徴とする請求項３記載の障害物検出装置。
6. 前記接触位置推定部により推定された前記傾斜障害物のうちの前記車両に最も近い部位の位置に基づいて、前記複数の測距センサの中から直接波の送受信を行わせる測距センサを選択するセンサ選択部を備え、
   前記送受信部は、前記センサ選択部により選択された前記測距センサに対して直接波の送受信を行わせることを特徴とする請求項１記載の障害物検出装置。

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