JP2018115957A - 物体検知システム、超音波センサの補正方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】環境の変化に依らず一定の検知範囲を確保し易い物体検知システム、超音波センサの補正方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】物体検知システム１００は、超音波センサ１と、第１温度センサ２１と、第２温度センサ２２と、湿度センサ３と、推定部４２と、補正部４３と、を備える。第１温度センサ２１は、超音波センサ１が搭載される車両の内部の車内温度を検知する。第２温度センサ２２は、車両の外部の車外温度を検知する。湿度センサ３は、車両の内部の車内湿度を検知する。推定部４２は、検知した車内温度、車外温度、及び車内湿度に基づいて車両の外部の車外湿度を推定する。補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて、超音波センサ１の検知範囲を補正する補正処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に物体検知システム、超音波センサの補正方法、及びプログラムに関し、より詳細には、超音波を用いて物体を検知する物体検知システム、超音波センサの補正方法、及びプログラムに関する。

従来、超音波を用いて物体を検知する物体検知装置が知られており、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の物体検知装置は、超音波を送受波する超音波振動子と、超音波振動子を駆動して超音波振動子から超音波を送波させる駆動部と、超音波振動子で受波した物体からの反射波を処理する処理部とを備える。また、この物体検知装置は、駆動部を制御するとともに処理部の処理結果から物体を検知する制御部を備える。

特開２０１２−２２０４３５号公報

ところで、上記従来例のような物体検知装置（物体検知システム）は、例えば自動車のような車両に搭載されて用いられる。そして、車両の置かれる環境は、車両が走行することにより変化する。このため、上記従来例のような物体検知システムでは、気温、湿度といった環境の変化に依らず、一定の検知範囲を確保することが望まれている。

本発明は、上記の点に鑑みてなされており、環境の変化に依らず一定の検知範囲を確保し易い物体検知システム、超音波センサの補正方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の物体検知システムは、超音波センサと、第１温度センサと、第２温度センサと、湿度センサと、推定部と、補正部と、を備える。前記超音波センサは、検知対象となる空間である検知範囲に向けて超音波を送信し、前記検知範囲内の物体からの前記超音波の反射波を受信する。前記第１温度センサは、前記超音波センサが搭載される車両の内部の車内温度を検知する。前記第２温度センサは、前記車両の外部の車外温度を検知する。前記湿度センサは、前記車両の内部の車内湿度を検知する。前記推定部は、前記第１温度センサで検知した前記車内温度、前記第２温度センサで検知した前記車外温度、及び前記湿度センサで検知した前記車内湿度に基づいて前記車両の外部の車外湿度を推定する。前記補正部は、前記第２温度センサで検知した前記車外温度、及び前記推定処理で推定した前記車外湿度に基づいて、前記超音波センサの前記検知範囲を補正する補正処理を実行する。

本発明の第２の態様の物体検知システムでは、第１の態様において、前記推定部は、前記車内温度と、前記車内湿度から前記車両の内部の飽和水蒸気量を求め、当該飽和水蒸気量と、前記車外温度とから、前記車外湿度を推定するように構成されている。

本発明の第３の態様の物体検知システムでは、第１又は第２の態様において、前記補正部は、前記補正処理において、前記超音波センサの送信出力、受信感度、及び検知期間の少なくともいずれか１つを補正するように構成されている。

本発明の第４の態様の物体検知システムでは、第１〜第３のいずれかの態様において、前記補正部は、前記第２温度センサで検知した前記車外温度が、基準温度範囲から外れると、前記補正処理を実行するように構成されている。前記基準温度範囲は、前回の前記補正処理の実行時の前記車外温度を基準とする温度の範囲である。

本発明の第５の態様の物体検知システムでは、第１〜第４のいずれかの態様において、前記補正部は、前記推定処理で推定した前記車外湿度が、基準湿度範囲から外れると、前記補正処理を実行するように構成されている。前記基準湿度範囲は、前回の前記補正処理の実行時の前記車外湿度を基準とする湿度の範囲である。

本発明の第６の態様の超音波センサの補正方法は、推定ステップと、補正ステップと、を含む。前記推定ステップは、車両の内部の車内温度、前記車両の外部の車外温度、及び前記車両の内部の車内湿度に基づいて前記車両の外部の車外湿度を推定するステップである。前記補正ステップは、超音波センサの検知範囲を、前記車外温度、及び前記推定ステップで推定した前記車外湿度に基づいて補正するステップである。前記超音波センサは、前記車両に搭載されて、検知対象となる空間である前記検知範囲に向けて超音波を送信し、前記検知範囲内の物体からの前記超音波の反射波を受信する。

本発明の第７の態様のプログラムは、コンピュータシステムに、推定処理と、補正処理と、を実行させる。前記推定処理は、車両の内部の車内温度、前記車両の外部の車外温度、及び前記車両の内部の車内湿度に基づいて前記車両の外部の車外湿度を推定する処理である。前記補正処理は、超音波センサの検知範囲を、前記車外温度、及び前記推定処理で推定した前記車外湿度に基づいて補正する処理である。前記超音波センサは、前記車両に搭載されて、検知対象となる空間である前記検知範囲に向けて超音波を送信し、前記検知範囲内の物体からの前記超音波の反射波を受信する。

本発明は、車両の置かれる環境の湿度を推定し、推定した湿度に基づいて超音波センサの検知範囲を補正することができる。つまり、本発明は、車両の置かれる環境に応じて超音波センサの検知範囲を補正するので、環境の変化に依らず一定の検知範囲を確保し易い。

図１は、本発明の一実施形態に係る物体検知システムのブロック図である。 図２は、同上の物体検知システムが用いられる車両の概略構成図である。 図３は、同上の物体検知システムにおける超音波センサの検知範囲の概略図である。 図４は、同上の物体検知システムの動作を説明するフローチャートである。

（１）概要
以下、実施形態の物体検知システム１００の概要について図１を用いて説明する。本実施形態の物体検知システム１００は、例えば自動車のような車両２００（図２参照）に搭載されて用いられる。以下では、車両２００を自動車として説明する。本実施形態の物体検知システム１００は、検知対象となる空間である検知範囲Ａ１（図３参照）における物体Ｂ１の有無を検知するシステムである。ここで、検知範囲Ａ１は、超音波センサ１から送信される超音波が届く範囲であり、かつ、超音波センサ１により物体Ｂ１の有無を検知可能な範囲である。また、物体Ｂ１は、例えば人、動物のような生体の他に、車止め、電柱、ガードレール、壁のような障害物も含む。

本実施形態の物体検知システム１００は、例えば車両２００の駐車支援システム、車両２００の自動運転支援システムに用いられる。また、本実施形態の物体検知システム１００は、例えば車両２００がオープンカーであれば、車両２００への侵入検知システムにも用いることが可能である。

本実施形態の物体検知システム１００は、超音波センサ１と、第１温度センサ２１と、第２温度センサ２２と、湿度センサ３と、推定部４２と、補正部４３と、を備える。第１温度センサ２１は、超音波センサ１が搭載される車両２００の内部の気温（以下、原則、「車内温度」という）を検知する。第２温度センサ２２は、車両２００の外部の気温（以下、原則、「車外温度」という）を検知する。湿度センサ３は、車両２００の内部の相対湿度（以下、原則、「車内湿度」という）を検知する。

推定部４２は、第１温度センサ２１で検知した車内温度、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び湿度センサ３で検知した車内湿度に基づいて車両２００の外部の相対湿度（以下、原則、「車外湿度」という）を推定する。補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正する補正処理を実行する。補正処理により、超音波センサ１の検知範囲Ａ１が補正される。

このように、本実施形態の物体検知システム１００は、車両２００の置かれる環境の湿度を推定し、推定した湿度に基づいて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正することができる。

（２）詳細
以下、本実施形態の物体検知システム１００の構成について詳細に説明する。本実施形態の物体検知システム１００は、図１に示すように、１乃至複数（ここでは、４つ）の超音波センサ１と、第１温度センサ２１と、第２温度センサ２２と、湿度センサ３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）４と、を備えている。超音波センサ１、第１温度センサ２１、第２温度センサ２２、及び湿度センサ３は、それぞれ例えばＣＡＮ（Controller Area Network）を介してＥＣＵ４に電気的に接続されている。

超音波センサ１は、例えば車両２００のバンパー２０１に取り付けられる（図２参照）。一例を挙げると、超音波センサ１が４つであれば、２つの超音波センサ１が車両２００のフロントバンパーに取り付けられ、残りの２つの超音波センサ１が車両２００のリアバンパーに取り付けられる。もちろん、超音波センサ１は、物体検知システム１００の用途に応じて車両２００に配置されてよい。超音波センサ１は、送信部１１と、受信部１２と、駆動部１３とを備えている。

送信部１１は、電気信号を機械的な振動に変換するように構成されている。本実施形態では、送信部１１は、駆動部１３から出力される所定の駆動信号によって振動し、空気を振動させることで超音波を検知対象となる空間に向けて送信（送波）する。本実施形態では、送信部１１は、駆動部１３からの駆動信号に従って一定間隔で超音波を送信する。すなわち、送信部１１は、超音波を間欠的に送信する。

受信部１２は、機械的な振動を電気信号に変換するように構成されている。本実施形態では、受信部１２は、送信部１１から送信された超音波のうち物体Ｂ１で反射した反射波を受信（受波）し、受信した反射波を電気信号に変換する。また、受信部１２は、変換した電気信号を検知部４１（後述する）に出力する。

駆動部１３は、ＥＣＵ４から超音波の送信を開始させる開始指令を受け取ると、開始指令に基づいて所定の駆動信号を出力し、送信部１１に超音波の送信を開始させる。また、駆動部１３は、ＥＣＵ４から超音波の送信を停止させる停止指令を受け取ると、停止指令に基づいて駆動信号の出力を停止し、送信部１１に超音波の送信を停止させる。

本実施形態では、送信部１１及び受信部１２は、例えば超音波トランスデューサで一体に構成されている。また、駆動部１３は、超音波トランスデューサが収納される筐体に収納されている。もちろん、送信部１１、受信部１２、及び駆動部１３は、それぞれ別体に構成されていてもよい。例えば、送信部１１及び受信部１２が収納される筐体と、駆動部１３が収納される筐体とが分かれていてもよい。その他、例えば、送信部１１が収納される筐体と、受信部１２が収納される筐体と、駆動部１３が収納される筐体とが分かれていてもよい。

第１温度センサ２１は、例えばＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタを用いて構成され、車内温度を検知する。第１温度センサ２１は、車両２００の内部の気温の検知精度を高めるために、車載のエアーコンディショナからの風を直接受けない位置に配置されるのが好ましい。具体的には、第１温度センサ２１は、運転席の膝元などに配置されるのが好ましい。

第２温度センサ２２は、第１温度センサ２１と同様に、例えばＮＴＣサーミスタを用いて構成され、車外温度を検知する。第２温度センサ２２は、車両２００の外部の気温の検知精度を高めるために、車両２００の排熱を受けない位置や、車両２００の走行中に発生する走行風を受ける位置に配置されるのが好ましい。具体的には、第２温度センサ２２は、フロントバンパーの裏側などに配置されるのが好ましい。

湿度センサ３は、例えば抵抗変化型又は静電容量変化型であって、高分子材料で形成された感湿膜を用いて構成され、車内湿度を検知する。湿度センサ３は、車両の内部の相対湿度の検知精度を高めるために、車載のエアーコンディショナからの風を直接受けない位置に配置されるのが好ましい。具体的には、湿度センサ３は、第１温度センサ２１の近傍であって、運転席の膝元などに配置されるのが好ましい。

ＥＣＵ４は、例えばＭＣＵ（Micro Control Unit：マイクロコントロールユニット）を主構成として備えている。ＭＣＵは、そのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、検知部４１、推定部４２、補正部４３、及び更新部４４としての機能を実現する。プログラムは、予めＭＣＵのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。

検知部４１は、受信部１２の出力波形に基づいて、検知範囲Ａ１（図３参照）における物体Ｂ１の有無を検知する。また、検知部４１は、送信部１１が超音波を送信してから、受信部１２が反射波を受信するまでの時間に基づいて、物体Ｂ１までの距離を検知する。ここで、検知部４１は、少なくとも検知範囲Ａ１における物体Ｂ１の有無を検知する機能を有していればよく、超音波センサ１から物体Ｂ１までの距離を検知する機能を有するか否かは任意である。

推定部４２は、第１温度センサ２１で検知した車内温度、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び湿度センサ３で検知した車内湿度に基づいて、車外湿度を推定する推定処理を実行する。推定処理については、後述する「（４）推定処理」にて詳細に説明する。ここで、ＥＣＵ４は、第１温度センサ２１、第２温度センサ２２、及び湿度センサ３の各々から車内温度、車外温度、及び車内湿度の情報を常時又は定期的に取得している。そして、推定部４２は、取得した車内温度、車外温度、及び車内湿度に基づいて推定処理を実行する。推定処理は、車内温度等の情報を取得するタイミングで実行されてもよいし、車内温度等の情報を取得する周期よりも長い周期で定期的に実行されてもよい。

補正部４３は、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正する補正処理を実行する。ここで、超音波センサ１から空気中に放出された超音波は、環境（ここでは、車外温度や車外湿度）の影響を受ける。このため、超音波の減衰特性も環境によって変化する。例えば、空気中での超音波の減衰量は、気温の上昇や湿度の上昇と共に増加する。そして、図３に示すように、超音波の減衰量の変化に伴い、超音波センサ１の検知範囲Ａ１も変化する。以下、気温や湿度の変化による超音波センサ１の検知範囲Ａ１の変化について説明する。

図３に示すように、車両２００の外部における基準湿度（例えば、相対湿度４０％）、及び基準温度（例えば、２０℃）での検知範囲Ａ１を「検知範囲Ａ１１」とする。ここで、気温及び湿度がそれぞれ基準温度及び基準湿度よりも高くなった場合の検知範囲Ａ１を「検知範囲Ａ１２」とすると、検知範囲Ａ１２は、基準となる検知範囲Ａ１１よりも狭くなる。また、気温及び湿度がそれぞれ基準温度及び基準湿度よりも低くなった場合の検知範囲Ａ１を「検知範囲Ａ１３」とすると、検知範囲Ａ１３は、基準となる検知範囲Ａ１１よりも広くなる。このように、環境に応じて超音波の減衰特性が変化するため、超音波センサ１の検知範囲Ａ１も環境に応じて変化してしまい、種々の環境で一定の検知範囲Ａ１を確保することが困難となる可能性がある。

そこで、本実施形態の物体検知システム１００では、環境の変化に応じて補正部４３が補正処理を実行することにより、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を、基準となる検知範囲Ａ１１に近付けるように補正している。補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて、超音波センサ１のパラメータ（ここでは、送信出力、受信感度、及び検知期間の少なくともいずれか１つ）を補正する補正処理を実行する。

これらのパラメータは、いずれも超音波センサ１の検知範囲Ａ１を規定する要素である。送信出力は、送信部１１から送信される超音波の音圧レベルである。例えば、送信出力を大きくすることにより、超音波が届く範囲が広がる。つまり、補正部４３は、送信出力を変化させることで、検知範囲Ａ１を変化させることができる。また、受信感度は、受信部１２で受信可能な超音波の音圧レベルである。例えば、受信感度を大きくすることにより、超音波センサ１の遠方に位置する物体Ｂ１から飛来する反射波を受信できるようになる。つまり、補正部４３は、受信感度を変化させることにより、検知範囲Ａ１を変化させることができる。また、検知期間は、超音波センサ１が超音波を送信してから、反射波の受け付けを終了するまでの期間である。例えば、検知期間を長くすることにより、超音波センサ１の遠方に位置する物体Ｂ１からの反射波を待ち受けることができるようになる。つまり、補正部４３は、検知期間を変化させることにより、検知範囲Ａ１を変化させることができる。

例えば、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度が、それぞれ基準温度及び基準湿度よりも高い場合、補正部４３は、補正処理において、送信出力を大きくするように補正する。これにより、補正部４３は、基準となる検知範囲Ａ１１に近付けるように検知範囲Ａ１を補正することができる。

補正部４３は、例えば車外温度及び車外湿度と、パラメータの補正値とを対応付けた補正データ（テーブル）を記憶する記憶部を備えていてもよい。この構成では、補正部４３は、補正データを参照して、車外温度及び車外湿度に応じた補正値を用いて、超音波センサ１のパラメータを補正する。ここで、補正部４３は、補正処理において、複数のパラメータのうちの一部（例えば、１つ）のみを補正してもよいし、全ての複数のパラメータを補正してもよい。

更新部４４は、補正部４３が補正処理を実行したときに、補正処理時の車外温度に基づいて基準温度範囲を設定する。ここで、基準温度範囲は、例えば補正処理時の車外温度を中央値とする一定の範囲である。そして、更新部４４は、第２温度センサ２２で検知した車外温度を定期的に監視し、検知した車外温度が基準温度範囲から外れると、補正処理を補正部４３に実行させることにより、超音波センサ１のパラメータ（つまり、検知範囲Ａ１）を更新させる。

例えば、任意の時点で補正部４３が補正処理を実行したとする。そして、補正処理時の車外温度が２５℃であったとする。更新部４４は、当該時点での車外温度（２５℃）を中央値とする±１℃の範囲を基準温度範囲に設定したとする。その後、車両２００が走行している間に、第２温度センサ２２で検知した車外温度が２３．９℃になると、更新部４４は、車外温度が基準温度範囲を外れたと判定し、補正処理を補正部４３に実行させる。

（３）動作
以下、本実施形態の物体検知システム１００の動作について図１、図４を用いて説明する。まず、運転者がイグニッションキーを用いて車両２００を始動させる。すると、補正部４３は、超音波センサ１のパラメータ（つまり、検知範囲Ａ１）を初期化する（ステップＳ１）。また、ＥＣＵ４は、第１温度センサ２１、第２温度センサ２２、及び湿度センサ３からの情報の取得を開始する（ステップＳ２）。そして、推定部４２は、取得した車内温度、車外温度、及び車内湿度に基づいて推定処理を実行することにより、車外湿度を推定する（ステップＳ３）。

次に、補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて補正処理を実行することにより、超音波センサ１のパラメータを補正する（ステップＳ４）。補正部４３が補正処理を実行したときに、更新部４４は、補正処理時の車外温度に基づいて基準温度範囲を設定する（ステップＳ５）。そして、検知部４１による検知範囲Ａ１内における物体Ｂ１の有無の検知が開始される（ステップＳ６）。検知部４１による検知中においても、第１温度センサ２１、第２温度センサ２２、及び湿度センサ３からの情報の取得、並びに推定処理による車外湿度の推定は常時又は定期的に行われる。

そして、更新部４４は、定期的に第２温度センサ２２が検知した車外温度を監視し、検知した車外温度が基準温度範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ７）。検知した車外温度が基準温度範囲内であれば（ステップＳ７：Ｎｏ）、検知部４１による検知が引き続き行われる（ステップＳ６）。一方、検知した車外温度が基準温度範囲外になると（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、更新部４４は、補正部４３に補正処理を再度実行させる（ステップＳ４）。これにより、超音波センサ１のパラメータが更新される。このとき、更新部４４は、再度の補正処理時の車外温度に基づいて基準温度範囲を再度設定する（ステップＳ５）。そして、検知部４１による検知が再開される（ステップＳ６）。

（４）推定処理
以下、推定部４２による推定処理について詳細に説明する。まず、推定部４２は、第１温度センサ２１で検知した車内温度に基づいて、車両２００の内部の飽和水蒸気圧（単位：ｈＰａ）を求める。ここで、飽和水蒸気圧は、例えば以下のTetensのパラメータ値を用いたAugust-Roche-Magnusの式（式（１））により表される。

本実施形態では、推定部４２は、上記の式（１）の“T ”に検知した車内温度を代入することにより、車両２００の内部の飽和水蒸気圧“e(T) ”を求める。

次に、推定部４２は、求めた車両２００の内部の飽和水蒸気圧に基づいて、車両２００の内部の飽和水蒸気量（単位：ｇ／ｍ^３）を求める。ここで、飽和水蒸気量は、例えば水蒸気を理想気体と見做した場合、以下の水蒸気の状態方程式（式（２））により表される。

本実施形態では、推定部４２は、上記の式（２）の“T ”に検知した車内温度を代入し、かつ、“e(T) ”に式（１）で求めた車両２００の内部の飽和水蒸気圧を代入することにより、車両２００の内部の飽和水蒸気量“a(T) ”を求める。

次に、推定部４２は、求めた車両２００の内部の飽和水蒸気量と、湿度センサ３で検知した車内湿度（単位：％）とにより、車両２００の内部の水蒸気量（ｇ／ｍ^３）を求める。本実施形態では、推定部４２は、求めた車両２００の内部の飽和水蒸気量“a(T) ”に、“b／100 ”を乗算することにより、車両２００の内部の水蒸気量を求める。ここで、“b ”は、検知した車内湿度である。

次に、推定部４２は、第２温度センサ２２で検知した車外温度に基づいて、車両２００の外部の飽和水蒸気圧を求める。本実施形態では、推定部４２は、上記の式（１）の“T ”に検知した車外温度を代入することにより、車両２００の外部の飽和水蒸気圧“e(T) ”を求める。そして、推定部４２は、求めた車両２００の外部の飽和水蒸気圧に基づいて、車両２００の外部の飽和水蒸気量を求める。本実施形態では、推定部４２は、上記の式（２）の“T ”に検知した車外温度を代入し、かつ、“e(T) ”に式（１）で求めた車両２００の外部の飽和水蒸気圧を代入することにより、車両２００の外部の飽和水蒸気量“a(T) ”を求める。

そして、本実施形態では、推定部４２は、車両２００の内部の水蒸気量と、車両２００の外部の水蒸気量とが略同じであると見做して、車両２００の内部の水蒸気量と、車両２００の外部の飽和水蒸気量とにより、車外湿度（単位：％）を求める（推定する）。本実施形態では、推定部４２は、車両２００の外部の飽和水蒸気量を１００％としたときの車両２００の内部の水蒸気量の割合を求めることにより、車外湿度を求める。

以下、上記の式（１），（２）を用いて車両２００の内部の温度の実測値から飽和水蒸気量を求めた結果、及び求めた飽和水蒸気量と車両２００の内部の湿度の実測値から車両２００の内部の水蒸気量を求めた結果を表１に示す。同様に、上記の式（１），（２）を用いて車庫の内部（つまり、車両２００の外部）の温度の実測値から飽和水蒸気量を求めた結果、及び求めた飽和水蒸気量と車庫の内部の湿度の実測値から車庫の内部の水蒸気量を求めた結果を表１に示す。

表１において、「測定温度」は温度の実測値を表し、「測定湿度」は相対湿度の実測値を表している。また、温度及び湿度の測定は、雨天時に行い、かつ、車庫の扉を開いた状態、つまり、車庫の内部が外気に晒されている状態で行った。このため、車庫の内部に置かれた車両２００の状態は、実質的に、車庫の外部に車両２００が置かれた状態と同等といえる。したがって、車庫の内部の湿度の実測値は、実質的に、車庫の外部の湿度の実測値と同等といえる。

表１に示すように、車両２００の内部の水蒸気量と、車庫の内部の水蒸気量との間には、殆ど差が見られない。つまり、車両２００の内部の水蒸気量と、車両２００の外部の水蒸気量との差も殆ど無いと推定される。このため、車両２００の内部の水蒸気量と、車両２００の外部の水蒸気量とが略同じであると見做して推定した車外湿度と、車外湿度の実測値との差も殆ど無いと推定される。

したがって、推定処理で推定した車外湿度を用いて補正処理を行っても、車外湿度の実測値を用いて補正処理を行う場合と比較して、超音波センサ１の検知範囲Ａ１の補正の精度に大きなずれは生じ難いといえる。このため、本実施形態では、推定部４２は、上述のように、車両２００の内部の水蒸気量と、車両２００の外部の水蒸気量とが略同じであると見做して、車外湿度を推定している。

（５）効果
上述のように、本実施形態の物体検知システム１００では、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正している。このため、本実施形態の物体検知システム１００は、車両２００の置かれる環境に応じて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正するので、環境の変化に依らず一定の検知範囲Ａ１を確保し易い。例えば、基準温度及び基準湿度よりも温度又は湿度が低い場合における検知範囲Ａ１と、基準温度及び基準湿度よりも温度又は湿度が高い場合における検知範囲Ａ１とを、基準温度及び基準湿度における検知範囲Ａ１と同等の範囲に補正することが可能である。

また、本実施形態の物体検知システム１００では、車外湿度を推定部４２の実行する推定処理により推定しているので、車両２００の外側に湿度センサを設ける必要がない。ここで、車外湿度を検知するためには、車両２００の外側に湿度センサを設けることも考えられる。しかしながら、車両２００の外側は雨に晒されるため、湿度センサに水が吸着し易い。湿度センサに水が吸着すると、車外湿度の検知精度が低下するため、好ましくない。

このため、車両２００の外側に湿度センサを設ける場合、雨に極力晒されない位置に湿度センサを設置する等、湿度センサを雨から保護するための対策が必要となる。しかしながら、車両２００の外側のスペースは限られていることから、雨に極力晒されない位置に湿度センサを設置する施工が困難である。また、湿度センサをシールドで覆う等、湿度センサを雨から保護するための構成を採用することも考えられるが、この場合、当該構成を採用するためにコストが増大するため、好ましくない。このように、車両２００の外側に湿度センサを設けて車外湿度を検知することは困難である。

そこで、本実施形態の物体検知システム１００では、上述のように、推定部４２の実行する推定処理により、車内温度、車外温度、及び車内湿度に基づいて車外湿度を推定している。ここで、車内温度を検知する第１温度センサ２１、及び車内湿度を検知する湿度センサ３は、いずれも車両２００の内部に容易に設置することができる。また、車外温度を検知する第２温度センサ２２も、湿度センサを車両２００の外側に設置する場合と比較して、容易に設置することができる。つまり、本実施形態の物体検知システム１００では、車両２００の外側に湿度センサを設ける場合と比較して、車外湿度を推定するためのセンサを設置する施工が容易である。また、本実施形態の物体検知システム１００では、湿度センサを雨から保護するための構成を採用する必要がないので、車両２００の外側に湿度センサを設ける場合と比較して、コストを低減することができる。

（６）変形例
ところで、本実施形態では、補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度が、前回の補正処理の実行時の車外温度を基準とする基準温度範囲から外れると、補正処理を実行するように構成されているが、他の構成であってもよい。例えば、補正部４３は、推定処理で推定した車外湿度が、前回の補正処理の実行時の車外湿度を基準とする基準湿度範囲から外れると、補正処理を実行するように構成されていてもよい。

この場合、更新部４４は、補正部４３が補正処理を実行したときに、基準温度範囲の代わりに、補正処理時の車外湿度に基づいて基準湿度範囲を設定する。ここで、基準湿度範囲は、例えば補正処理時の車外湿度を中央値とする一定の範囲である。そして、更新部４４は、推定処理で推定した車外湿度を定期的に監視し、推定した車外湿度が基準湿度範囲から外れると、補正処理を補正部４３に実行させることにより、超音波センサ１のパラメータ（つまり、検知範囲Ａ１）を更新させる。

また、補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度の各々が基準温度範囲及び基準湿度範囲から外れると、補正処理を実行するように構成されていてもよい。その他、補正部４３は、単に定期的に補正処理を実行するように構成されていてもよい。この場合、更新部４４は不要である。

また、本実施形態では、推定部４２は、Tetensのパラメータ値を用いたAugust-Roche-Magnusの式を用いて飽和水蒸気圧を求めているが、他の計算式を用いて求めてもよい。例えば、推定部４２は、Goff-Gratchの式、Wexler-Hylandの式、Sonntagの式などの他の式を用いて飽和水蒸気圧を求めてもよい。その他、推定部４２は、飽和水蒸気圧と温度との相関を示すデータを予め記憶しておき、第１温度センサ２１又は第２温度センサ２２で検知した温度に対応する飽和水蒸気圧をデータから読み出す構成であってもよい。つまり、推定部４２は、第１温度センサ２１又は第２温度センサ２２で検知した温度に基づいて飽和水蒸気圧を求める構成であればよい。

また、本実施形態では、湿度センサ３が検知する車内湿度は相対湿度であるが、絶対湿度であってもよい。また、本実施形態では、推定処理による推定する車内湿度は相対湿度であるが、絶対湿度であってもよい。

また、本実施形態では、ＥＣＵ４が検知部４１、推定部４２、補正部４３、及び更新部４４の機能を有しているが、他の構成であってもよい。例えば、検知部４１、推定部４２、補正部４３、及び更新部４４は、複数の装置（例えば、ＥＣＵ等）に分散して設けられていてもよい。

（７）物体検知システム以外の具現手段
上述した本実施形態に係る物体検知システム１００と同等の機能は、システムという手段に限らず、下記の各手段によっても具現化することができる。下記の各手段によって本実施形態に係る物体検知システム１００が具現化される場合でも、上述した種々の構成、及び変形例を適宜組み合わせて適用可能である。

（７．１）超音波センサの補正方法
本実施形態に係る超音波センサ１の補正方法は、推定ステップと、補正ステップと、を含んでいる。推定ステップは、車内温度、車外温度、及び車内湿度に基づいて車外湿度を推定するステップである。補正ステップは、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を、車外温度、推定ステップで推定した車外湿度に基づいて補正するステップである。

このような超音波センサ１の補正方法は、例えばコンピュータシステムの１つ又は複数のコンピュータにおいて、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現される。

（７．２）プログラム
本実施形態に係るプログラムは、コンピュータシステムに、推定処理と、補正処理と、を実行させる。推定処理は、車内温度、車外温度、及び車内湿度に基づいて車外湿度を推定する処理である。補正処理は、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を、車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて補正する処理である。

このようなプログラムは、例えばコンピュータシステムの１つ又は複数のコンピュータにて実行される。プログラムは、インターネットなどの電気通信回線を通じて、又はメモリカードなどの記録媒体に記録されて提供されてもよいし、コンピュータのメモリに予め記録されていてもよい。

（８）まとめ
以上述べたように、第１の態様の物体検知システム１００は、超音波センサ１と、第１温度センサ２１と、第２温度センサ２２と、湿度センサ３と、推定部４２と、補正部４３と、を備える。超音波センサ１は、検知対象となる空間である検知範囲Ａ１に向けて超音波を送信し、検知範囲Ａ１内の物体Ｂ１からの超音波の反射波を受信する。第１温度センサ２１は、超音波センサ１が搭載される車両２００の内部の車内温度を検知する。第２温度センサ２２は、車両２００の外部の車外温度を検知する。湿度センサ３は、車両２００の内部の車内湿度を検知する。推定部４２は、第１温度センサ２１で検知した車内温度、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び湿度センサ３で検知した車内湿度に基づいて車両２００の外部の車外湿度を推定する。補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正する補正処理を実行する。

この構成によると、車両２００の置かれる環境の湿度を推定し、推定した湿度に基づいて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正することができる。つまり、この構成によると、車両２００の置かれる環境に応じて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正するので、環境の変化に依らず一定の検知範囲Ａ１を確保し易い。

また、第２の態様の物体検知システム１００では、第１の態様において、推定部４２は、車内温度と、車内湿度から車両２００の内部の飽和水蒸気量を求め、当該飽和水蒸気量と、車外温度とから、車外湿度を推定するように構成されている。

この構成によると、車両２００の置かれる環境の湿度を推定することができる。

また、第３の態様の物体検知システム１００では、第１又は第２の態様において、補正部４３は、補正処理において、超音波センサ１の送信出力、受信感度、及び検知期間の少なくともいずれか１つを補正するように構成されている。

この構成によると、超音波センサ１の検知範囲Ａ１に与える影響が比較的大きいパラメータを補正処理により補正するので、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正し易い。ただし、この構成は必須ではなく、補正部４３は、上記のパラメータ以外のパラメータを補正することで、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正する構成であってもよい。

また、第４の態様の物体検知システム１００では、第１〜第３のいずれかの態様において、補正部４３は、第２温度センサ２２で検知した車外温度が、基準温度範囲から外れると、補正処理を実行するように構成されている。基準温度範囲は、前回の補正処理の実行時の車外温度を基準とする温度の範囲である。

この構成によると、車両２００が走行しているときに、車両２００の置かれる環境（ここでは、車外温度）が変化しても、環境に応じて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を更新することができる。

また、第５の態様の物体検知システム１００では、第１〜第４のいずれかの態様において、補正部４３は、推定処理で推定した車外湿度が、基準湿度範囲から外れると、補正処理を実行するように構成されている。基準湿度範囲は、前回の補正処理の実行時の車外湿度を基準とする湿度の範囲である。

この構成によると、車両２００が走行しているときに、車両２００の置かれる環境（ここでは、車外湿度）が変化しても、環境に応じて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を更新することができる。ただし、これら基準温度範囲及び基準湿度範囲を用いた構成は必須ではなく、補正部４３は、車両２００の始動時に１回だけ補正処理を行う構成であってもよいし、定期的に補正処理を行う構成であってもよい。

また、第６の態様の超音波センサ１の補正方法は、推定ステップと、補正ステップと、を含む。推定ステップは、車両２００の内部の車内温度、車両２００の外部の車外温度、及び車両２００の内部の車内湿度に基づいて車両２００の外部の車外湿度を推定するステップである。補正ステップは、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を、車外温度、及び推定ステップで推定した車外湿度に基づいて補正するステップである。超音波センサ１は、車両２００に搭載されて、検知対象となる空間である検知範囲Ａ１に向けて超音波を送信し、検知範囲Ａ１内の物体Ｂ１からの超音波の反射波を受信する。

この方法によると、車両２００の置かれる環境に応じて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正するので、環境の変化に依らず一定の検知範囲Ａ１を確保し易い。

また、第７の態様のプログラムは、コンピュータシステムに、推定処理と、補正処理と、を実行させる。推定処理は、車両２００の内部の車内温度、車両２００の外部の車外温度、及び車両２００の内部の車内湿度に基づいて車両２００の外部の車外湿度を推定する処理である。補正処理は、超音波センサ１の検知範囲Ａ１を、車外温度、及び推定処理で推定した車外湿度に基づいて補正する処理である。超音波センサ１は、車両２００に搭載されて、検知対象となる空間である検知範囲Ａ１に向けて超音波を送信し、検知範囲Ａ１内の物体Ｂ１からの超音波の反射波を受信する。

このプログラムによると、車両２００の置かれる環境に応じて超音波センサ１の検知範囲Ａ１を補正するので、環境の変化に依らず一定の検知範囲Ａ１を確保し易い。

以上、本実施形態に係る物体検知システム１００、超音波センサ１の補正方法、及びプログラムについて説明した。ただし、以上に説明した実施形態は、上記の変形例を含めて本発明の様々な実施形態の一つに過ぎず、上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

１ 超音波センサ
２１ 第１温度センサ
２２ 第２温度センサ
３ 湿度センサ
４２ 推定部
４３ 補正部
１００ 物体検知システム
２００ 車両
Ａ１ 検知範囲
Ｂ１ 物体

Claims (7)

1. 検知対象となる空間である検知範囲に向けて超音波を送信し、前記検知範囲内の物体からの前記超音波の反射波を受信する超音波センサと、
   前記超音波センサが搭載される車両の内部の車内温度を検知する第１温度センサと、
   前記車両の外部の車外温度を検知する第２温度センサと、
   前記車両の内部の車内湿度を検知する湿度センサと、
   前記第１温度センサで検知した前記車内温度、前記第２温度センサで検知した前記車外温度、及び前記湿度センサで検知した前記車内湿度に基づいて前記車両の外部の車外湿度を推定する推定処理を実行する推定部と、
   前記第２温度センサで検知した前記車外温度、及び前記推定処理で推定した前記車外湿度に基づいて、前記超音波センサの前記検知範囲を補正する補正処理を実行する補正部と、を備えることを特徴とする物体検知システム。
2. 前記推定部は、前記車内温度と、前記車内湿度から前記車両の内部の飽和水蒸気量を求め、当該飽和水蒸気量と、前記車外温度とから、前記車外湿度を推定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の物体検知システム。
3. 前記補正部は、前記補正処理において、前記超音波センサの送信出力、受信感度、及び検知期間の少なくともいずれか１つを補正するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の物体検知システム。
4. 前記補正部は、前記第２温度センサで検知した前記車外温度が、前回の前記補正処理の実行時の前記車外温度を基準とする基準温度範囲から外れると、前記補正処理を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物体検知システム。
5. 前記補正部は、前記推定処理で推定した前記車外湿度が、前回の前記補正処理の実行時の前記車外湿度を基準とする基準湿度範囲から外れると、前記補正処理を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物体検知システム。
6. 車両の内部の車内温度、前記車両の外部の車外温度、及び前記車両の内部の車内湿度に基づいて前記車両の外部の車外湿度を推定する推定ステップと、
   前記車両に搭載されて、検知対象となる空間である検知範囲に向けて超音波を送信し、前記検知範囲内の物体からの前記超音波の反射波を受信する超音波センサの前記検知範囲を、前記車外温度、及び前記推定ステップで推定した前記車外湿度に基づいて補正する補正ステップと、を含む超音波センサの補正方法。
7. コンピュータシステムに、
   車両の内部の車内温度、前記車両の外部の車外温度、及び前記車両の内部の車内湿度に基づいて前記車両の外部の車外湿度を推定する推定処理と、
   前記車両に搭載されて、検知対象となる空間である検知範囲に向けて超音波を送信し、前記検知範囲内の物体からの前記超音波の反射波を受信する超音波センサの前記検知範囲を、前記車外温度、及び前記推定処理で推定した前記車外湿度に基づいて補正する補正処理と、を実行させるためのプログラム。

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