JP2022099988A - 車両用センサ取り付け構造及びセンサ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサフュージョンの演算処理を容易にすることができるセンサフュージョンのための車両用センサ取り付け構造を提供する。【解決手段】車両の外部の物体をセンサフュージョンにより検出するための第一センサ及び第二センサを車両に取り付ける車両用センサ取り付け構造であって、第一センサと第二センサとは、車両の面に沿う一軸方向に並んで配置され、一個の第一センサが二個の第二センサに等間隔で挟まれて配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用センサ取り付け構造及びセンサ制御装置に関する。

従来、車両用センサ取り付け構造に関する技術文献として、特開２０１７―２１４０６５号公報が知られている。この公報には、ＬｉＤＡＲをルーフ上に設け、フロントカメラをフロントガラス内側に取り付けた車両が示されている。

特開２０１７―２１４０６５号公報

ところで、車両に搭載した複数のセンサの検出結果を統合的に用いて車両外部の物体認識などを行うセンサフュージョンの技術が知られている。このようなセンサフュージョンを行う場合には、センサフュージョンの特性を考慮して各センサの位置関係を決めることが望ましい。

本発明の一態様は、車両の外部の物体をセンサフュージョンにより検出するための第一センサ及び第二センサを車両に取り付ける車両用センサ取り付け構造であって、第一センサと第二センサとは、車両の面に沿う一軸方向に並んで配置され、一個の第一センサが二個の第二センサに等間隔で挟まれて配置されている。

本発明の一態様に係る車両用センサ取り付け構造によれば、センサフュージョンを行う第一センサと第二センサとが車両の面に沿う一軸方向に並んで配置されているので、上下左右又は奥行き方向等の方向にばらばらに配置されている場合と比べて、一軸方向における各センサの位置の違いを反映するだけでセンサフュージョンの演算処理を容易にすることができる。また、この車両用センサ取り付け構造によれば、一個の第一センサが二個の第二センサに等間隔で挟まれて配置されているので、一個の第一センサに対する第二センサの距離がばらばらな場合と比べて、センサフュージョンの演算処理が容易となり、物体認識などの精度を向上させることができる。

上述した車両用センサ取り付け構造において、第一センサはカメラであり、第二センサはＬｉＤＡＲであってもよい。
この車両用センサ取り付け構造によれば、検出角度の広いカメラを中心に検出距離の長い二個のＬｉＤＡＲが等間隔で挟むように配置することで、センサフュージョンによる物体認識に有利な配置とすることができる。

上述した車両用センサ取り付け構造において、二個の第二センサの検出範囲は、第一センサの前方で重なる重複検出範囲を有していてもよい。
この車両用センサ取り付け構造によれば、二個の第二センサの検出範囲が第一センサの前方で重なる重複検出範囲を有することで、センサフュージョンにより効果的に物体認識を実行できる。

本発明の他の態様は、上述した車両用センサ取り付け構造における第一センサ及び第二センサを制御するセンサ制御装置であって、第一センサ及び第二センサを制御するセンサ制御部を備え、第一センサはカメラであり、二個の第二センサはＬｉＤＡＲであり、センサ制御部は、二個の第二センサが重複検出範囲を交互に走査する高周期検出モードと二個の第二センサが重複検出範囲を同時に走査する高密度検出モードとに第二センサの制御モードを切り換え可能である。

本発明の他の態様に係るセンサ制御装置によれば、二個の第二センサが重複検出範囲を交互に走査する高周期検出モードと二個の第二センサが重複検出範囲を同時に走査する高密度検出モードとに第二センサの制御モードを切り換え可能なので、車両の状態などに応じて制御モードを切り換えることでセンサフュージョンによる物体認識を適切に行うことが可能になる。

上述したセンサ制御装置において、センサ制御部は、車両の車速が第一閾値以上である場合に、第二センサの制御モードを高周期検出モードに切り換え、車両の車速が第二閾値未満である場合に、第二センサの制御モードを高密度検出モードに切り換え、第二閾値は、第一閾値と同じ値又は第一閾値より小さい値の閾値であってもよい。
このセンサ制御装置によれば、車両の車速が第一閾値以上である場合に第二センサの制御モードを高周期検出モードに切り換えることで、車速が高く車両外部の状況変化のスピードが早いときに物体を短時間で認識することができる。また、車両の車速が第二閾値未満である場合に、第二センサの制御モードを高密度検出モードに切り換えることで、車速が低く車両外部の状況変化のスピードがゆっくりの状況下において物体を精度よく認識することができる。

本発明の更に他の態様は、上述した車両用センサ取り付け構造における第一センサ及び第二センサを制御するセンサ制御装置であって、一個の第一センサに取り付けられた第一洗浄デバイスと、二個の第二センサの一方に取り付けられた第二洗浄デバイスと、二個の第二センサの他方に取り付けられた第三洗浄デバイスと、第一洗浄デバイス、第二洗浄デバイス、及び第三洗浄デバイスの洗浄タイミングを制御する洗浄デバイス制御部と、を備え、洗浄デバイス制御部は、第二洗浄デバイスの洗浄時間と第三洗浄デバイスの洗浄時間とが重複しないように洗浄タイミングを制御する。

本発明の更に他の態様に係るセンサ制御装置によれば、第一洗浄デバイスの洗浄が第二洗浄デバイス及び第三洗浄デバイスの洗浄時間と重複しないように洗浄タイミングを制御するので、洗浄時間が重複してセンサフュージョンによる物体認識が妨げられることを避けることができる。

本発明の各態様によれば、センサフュージョンの演算処理を容易にすることができる。

一実施形態に係る車両用センサ取り付け構造を有する車両を示す図である。 前方センサ群の取り付け構造の一例を示す拡大図である。 平面視における前方センサ群の検出範囲の一例を示す図である。 センサ間の距離と対象物体の視差との関係を説明するための図である。 センサ及び対象物体の距離と視差との関係の一例を示すグラフである。 ルーフ左側方センサ群の取り付け構造の一例を示す拡大図である。 ルーフ左側方センサ群の検出範囲の一例を示す図である。 一実施形態に係るセンサ制御装置を示すブロック図である。 （ａ）高周期検出モードの一例を説明するためのグラフである。（ｂ）高密度検出モードの一例を説明するためのグラフである。 洗浄タイミングの一例を説明するためのグラフである。 センサ制御モード切り替え処理の一例を示すフローチャートである。 洗浄デバイス制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。各図において車両前後方向をＸ軸、車幅方向をＹ軸、車両の高さ方向をＺ軸とするＸＹＺ直交座標系を示す。

［車両用センサ取り付け構造］
図１は、一実施形態に係る車両用センサ取り付け構造を有する車両を示す図である。図１に示す車両１には、車両の外部の物体をセンサフュージョンにより検出するためのセンサとして、前方センサ群１０及びルーフ左側方センサ群３０が取り付けられている。前方センサ群１０は、車両１の前面２に対して取り付けられており、車両１の前方の物体を検出する。ルーフ左側方センサ群３０は、車両１のルーフ３に対してルーフ左側に取り付けられており、車両１の左側方の物体を検出する。

なお、車両１には後方センサ群及び／又はルーフ右側方センサ群が取り付けられていてもよい。後方センサ群は前方センサ群１０と同じ構成、ルーフ右側方センサ群はルーフ左側方センサ群３０と同じ構成とすることができる。

図２は、前方センサ群１０の取り付け構造の一例を示す拡大図である。図１及び図２に示すように、前方センサ群１０は、一例として、車両１のフロントバンパー上方に取り付けられている。前方センサ群１０は、車両１の前面２であれば取り付け位置は特に限定されない。前方センサ群１０は、車両１のフロントガラス上方に取り付けられていてもよい。

前方センサ群１０の取り付け態様も特に限定されない。前方センサ群１０は、ブラケットを介して車両１に取り付けられていてもよく、車体に直接固定されていてもよい。前方センサ群１０を構成する各センサが一体のユニットとして車両１に取り付けられていてもよく、各センサが個別に車両１に対して固定されていてもよい。

前方センサ群１０は、カメラ（第一センサ）１１、左側ＬｉＤＡＲ（第二センサ）１２、右側ＬｉＤＡＲ（第二センサ）１３を有している。第一センサとは、車両１の外部を検出するように車両１の面に沿って取り付けられたセンサであって、二個の第二センサに挟まれて配置されたセンサである。第二センサは、車両１の外部を検出するように車両１の面に沿って取り付けられたセンサであって、第一センサを挟むように取り付けられたセンサである。第一センサと第二センサは異なる種類のセンサとなる。第一センサと第二センサとは、車両１の面に沿う一軸方向に並んで配置されている。以下、カメラ１１を第一センサの例、左側ＬｉＤＡＲ１２を第二センサの一方の例、右側ＬｉＤＡＲ１３を第二センサの他方の例として説明する。

前方センサ群１０のカメラ１１、左側ＬｉＤＡＲ１２、及び右側ＬｉＤＡＲ１３は、車両１の前面２に沿う一軸方向に並んで配置されている。図２に、カメラ１１、左側ＬｉＤＡＲ１２、及び右側ＬｉＤＡＲ１３における一軸方向に対応する仮想の軸線Ｈを示す。軸線ＨはＹ軸方向（車幅方向）に延在する仮想の直線である。

“一軸方向”とは、仮想的な軸線（直線）の延在方向である。一軸方向は、車幅方向に限定されない。一軸方向は、車両の高さ方向（Ｚ軸方向）、車両の前後方向（Ｘ軸方向）であってもよく、ＹＺ平面内における任意の軸線の延在方向であってもよく、ＸＺ平面内又はＸＹ平面内における任意の軸線の延在方向であってもよく、三次元空間内における任意の軸線の延在方向であってもよい。一軸方向は、センサ群ごとに異なる方向とすることができる。

“前面２に沿う一軸方向”とは、前面２に対して平行又は前面２と緩やかな角度をなす方向を意味する。緩やかな角度とは９０度未満の角度であればよく、４５度未満であってもよく、３０度未満であってもよい。

“一軸方向に並んで配置される”とは、例えば、各センサの中心点又は検出部（カメラのレンズやＬｉＤＡＲの受光部）、或いはセンサと車両１の締結部が一軸方向に並ぶように配置されることである。各センサの中心点又は検出部から一定範囲のズレを許容することができる。一定範囲は特に限定されないが、例えば１ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍなどとすることができる。各センサの一部を仮想的な軸線が通れば、一軸方向に並んで配置されたものとしてもよい。

カメラ１１は、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３に一軸方向で等間隔に挟まれて配置されている。等間隔の基準は特に限定されないが、例えば各センサの中心点又は検出部を基準として距離を測ることができる。等間隔は、完全に等しい距離である必要はない。等間隔には一定範囲のズレが許容される。一定範囲は、０．１ｍ、０．３ｍ、０．５ｍなどとすることができる。

カメラ１１は、車両１の外部を撮像するための撮像機器である。カメラ１１の仕様は特に限定されない。カメラ１１は単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。カメラ１１は、図示しない配線によって車両１の電子ユニット（例えばＥＣＵ［Electronic Control Unit］）と接続されている。

左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３は、光を利用して車両１の外部の物体を検出するための検出機器である。左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３は、光を車両１の周囲に送信し、周囲の物体で反射された光を受信することで物体を検出する。左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３も図示しない配線によって車両１の電子ユニットと接続されている。

図３は、平面視における前方センサ群１０の検出範囲の一例を示す図である。図３に、カメラ１１の検出範囲Ｄ１１、左側ＬｉＤＡＲ１２の検出範囲Ｄ１２、右側ＬｉＤＡＲ１３の検出範囲Ｄ１３を示す。また、左側ＬｉＤＡＲ１２の検出範囲Ｄ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の検出範囲Ｄ１３が重複する重複検出範囲Ｃ１、全ての検出範囲が重複する近距離重複検出範囲Ｃ２を示す。重複検出範囲Ｃ１及び近距離重複検出範囲Ｃ２は、カメラ１１の前方に形成されている。

また、図３において、カメラ１１を基準として重複検出範囲Ｃ１の検知角度をθ１、重複検出範囲Ｃ１を除いた左側ＬｉＤＡＲ１２の検知角度をθ２、重複検出範囲Ｃ１を除いた右側ＬｉＤＡＲ１３の検知角度をθ３として示す。これらの検知角度は後述するセンサ制御の説明で用いる。

図３に示すように、前方センサ群１０の検出範囲は、カメラ１１の検出範囲Ｄ１１、左側ＬｉＤＡＲ１２の検出範囲Ｄ１２、及び右側ＬｉＤＡＲ１３の検出範囲Ｄ１３から形成される。カメラ１１の検出範囲Ｄ１１は車両１の前方に向けて広角な扇状の範囲を形成している。左側ＬｉＤＡＲ１２の検出範囲Ｄ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の検出範囲Ｄ１３は、それぞれ車両１の前方左右斜め方向に向かって形成され、カメラ１１の検出範囲Ｄ１１よりも遠くまで広がる扇状の範囲となっている。

重複検出範囲Ｃ１は、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の両方が物体を検出できる範囲であり、カメラ１１の前方に形成されている。近距離重複検出範囲Ｃ２は、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３に加えてカメラ１１でも物体を検出できる範囲である。

ここで、図４は、センサ間の距離と対象物体の視差との関係を説明するための図である。図４では、一例として、二つのセンサ５０、５１と対象物体Ｔを示す。センサ５０、５１の種別は特に限定されない。センサ５０、５１はカメラであってもよく、ＬｉＤＡＲであってもミリ波レーダであってもよい。センサ５０、５１は左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３に対応してもよい。

対象物体Ｔは検出対象の物体である。対象物体Ｔは、センサ５０、５１の重複検出範囲内に配置されている。図４に示すように、センサ５０、５１間の距離Ｌとセンサ５０、５１に対する対象物体Ｔの位置関係（センサ５０、５１と対象物体Ｔとの距離ｄを含む）とが決まると、視差を求めることができる。

図５は、センサ及び対象物体の距離と視差との関係の一例を示すグラフである。図５に、センサ５０、５１間の距離Ｌの長さに対応するグラフを示す。図５に示すように、センサ５０、５１と対象物体Ｔとの距離ｄが遠くになると、センサ５０、５１間の距離Ｌによる視差の差は小さくなるが、近距離ではセンサ５０、５１間の距離Ｌによる視差の影響が大きいことが分かる。視差が大きくなると、対象物体Ｔの異なる面をセンサ５０、５１が検出することでセンサフュージョンの精度に影響が出るおそれがある。このため、一例として、センサ５０、５１間の距離が小さくなるように配置することが考えられる。なお、本実施形態において、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３間の距離は特に限定されない。

図１及び図２に示すように、前方センサ群１０には、洗浄デバイス群２０が設けられている。洗浄デバイス群２０は各センサを洗浄するための装置である。洗浄デバイス群２０は、カメラ１１に対して設けられた第一洗浄デバイス２１、左側ＬｉＤＡＲ１２に対して設けられた第二洗浄デバイス２２、及び、右側ＬｉＤＡＲ１３に対して設けられた第三洗浄デバイス２３を有している。

第一洗浄デバイス２１、第二洗浄デバイス２２、及び第三洗浄デバイス２３の構成は特に限定されない。第一洗浄デバイス２１、第二洗浄デバイス２２、及び第三洗浄デバイス２３は、例えば洗浄液やエアーの吹き付けにより各センサの洗浄を行ってもよく、ワイパーを用いて物理的に洗浄を行ってもよい。

図６は、ルーフ左側方センサ群３０を説明するための図である。図１及び図６に示すルーフ左側方センサ群３０は、一例として車両１のルーフ３の左端に取り付けられている。ルーフ左側方センサ群３０の取り付け位置も図１に示す位置に限定されず、前後に変更されていてもよく、高さが変更されてもよい。

ルーフ左側方センサ群３０も取り付け態様は特に限定されない。ルーフ左側方センサ群３０は、ブラケットを介して車両１に取り付けられていてもよく、車体に直接固定されていてもよい。ルーフ左側方センサ群３０を構成する各センサが一体のユニットとして車両１に取り付けられていてもよく、各センサが個別に車両１に対して固定されていてもよい。

ルーフ左側方センサ群３０は、カメラ３１、前側ＬｉＤＡＲ３２、後側ＬｉＤＡＲ３３を有している。ルーフ左側方センサ群３０においては、カメラ３１が第一センサの例となり、前側ＬｉＤＡＲ３２が第二センサの一方の例となり、後側ＬｉＤＡＲ３３が第二センサの他方の例となる。

ルーフ左側方センサ群３０のカメラ３１、前側ＬｉＤＡＲ３２、及び後側ＬｉＤＡＲ３３は、車両１のルーフ３に沿う一軸方向に並んで配置されている。図６に、カメラ３１、前側ＬｉＤＡＲ３２、及び後側ＬｉＤＡＲ３３の一軸方向に対応する仮想の軸線Ｆを示す。軸線ＦはＸ軸方向（車両前後方向）に延在する仮想の直線である。

ルーフ左側方センサ群３０においても、一軸方向はＸ軸方向に限定されず、ルーフ左側方センサ群３０を取り付けた車両１のルーフ３に沿っていれば三次元空間内における任意の軸線の延在方向とすることができる。“ルーフ３に沿う一軸方向”及び“一軸方向に並んで配置される”の解釈についても前方センサ群１０と同様にすることができる。なお、ルーフ左側方センサ群３０に対して前方センサ群１０と同様に洗浄デバイス群が設けられていてもよい。

図６に示すように、カメラ３１、前側ＬｉＤＡＲ３２、及び後側ＬｉＤＡＲ３３は、車両１の左側方の物体（他車両など）を検出するため左斜め下を向くように取り付けられている。前側ＬｉＤＡＲ３２と後側ＬｉＤＡＲ３３とは、車両１のロール方向における検出範囲が異なるように向きを変えて配置されている。

図７は、ルーフ左側方センサ群３０の検出範囲の一例を示す図である。図７では車両１の後方から見た図を示している。図７に、カメラ３１の検出範囲Ｄ３１、前側ＬｉＤＡＲ３２の検出範囲Ｄ３２、後側ＬｉＤＡＲ３３の検出範囲Ｄ３３を示す。また、前側ＬｉＤＡＲ３２の検出範囲Ｄ３２及び後側ＬｉＤＡＲ３３の検出範囲Ｄ３３が重複する重複検出範囲Ｃ１０、全ての検出範囲が重複する近距離重複検出範囲Ｃ２０を示す。重複検出範囲Ｃ１０及び近距離重複検出範囲Ｃ２０は、カメラ３１の前方（カメラ３１のセンサ検出方向）に形成されている。

図７に示すように、ルーフ左側方センサ群３０の検出範囲は、カメラ３１の検出範囲Ｄ３１、前側ＬｉＤＡＲ３２の検出範囲Ｄ３２、及び後側ＬｉＤＡＲ３３の検出範囲Ｄ３３から形成される。カメラ３１の検出範囲Ｄ３１は、車両１のルーフ３の左端から左下に向かって広角な扇状の範囲を形成している。

前側ＬｉＤＡＲ３２の検出範囲Ｄ３２及び後側ＬｉＤＡＲ３３の検出範囲Ｄ３３は、それぞれ車両１のルーフ３の左端から左下に向かって形成され、カメラ３１の検出範囲Ｄ３１よりも遠くまで広がる扇状の範囲となっている。

カメラ３１、前側ＬｉＤＡＲ３２、及び後側ＬｉＤＡＲ３３の構成は、前方センサ群１０のカメラ１１、左側ＬｉＤＡＲ１２、及び右側ＬｉＤＡＲ１３と同様とすることができる。なお、前方センサ群１０及びルーフ左側方センサ群３０の構成を完全に一致させる必要はなく、取り付け位置に応じた適切な仕様のセンサを採用することができる。

以上説明した本実施形態に係る車両用センサ取り付け構造によれば、センサフュージョンを行う第一センサと第二センサとが車両の面に沿う一軸方向に並んで配置されているので、上下左右にばらばらに配置されている場合と比べて、一軸方向における各センサの位置の違いを反映するだけでセンサフュージョンの演算処理を容易にすることができる。また、この車両用センサ取り付け構造によれば、一個の第一センサが二個の第二センサに等間隔で挟まれて配置されているので、一個の第一センサに対する第二センサの距離がばらばらな場合と比べて、センサフュージョンの演算処理が容易となり、物体認識などの精度を向上させることができる。

また、この車両用センサ取り付け構造によれば、検出角度の広いカメラ１１を中心に検出距離の長い左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３が等間隔で挟むように配置することで、センサフュージョンによる物体認識に有利な配置とすることができる。

更に、この車両用センサ取り付け構造によれば、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の検出範囲がカメラ１１の前方で重なる重複検出範囲Ｃ１を有することで、センサフュージョンにより効果的に物体認識を実行できる。

［センサ制御装置］
続いて、上述した車両用センサ取り付け構造における各種センサを制御するセンサ制御構造について説明する。図８は、一実施形態に係るセンサ制御装置を示すブロック図である。

図８に示すセンサ制御装置１００は、車両１に搭載され、車両の各種センサを制御する装置である。ここでは、一例として、前方センサ群１０及び洗浄デバイス群２０を制御するセンサ制御装置について説明する。

図８に示すように、センサ制御装置１００は、装置を統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]４０を備えている。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ４０では、例えば、ＲＯＭ又はＲＡＭに記憶されているプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ４０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。

ＥＣＵ４０は、前方センサ群１０、洗浄デバイス群２０、及び車速センサ６０に接続されている。車速センサ６０は、車両１の車速を検出するためのセンサである。なお、ＥＣＵ４０には、ルーフ左側方センサ群３０やその他の洗浄デバイス群、が接続されていてもよい。

次に、ＥＣＵ４０の機能的構成について説明する。図８に示すように、ＥＣＵ４０は、センサフュージョン部４１、センサ制御部４２、洗浄デバイス制御部４３を有している。

センサフュージョン部４１は、前方センサ群１０における検出結果を用いてセンサフュージョンにより物体認識を行う。センサフュージョン部４１は、例えば図３の重複検出範囲Ｃ１に含まれる先行車などの物体について、左側ＬｉＤＡＲ１２により検出された検出点群と右側ＬｉＤＡＲ１３により検出された検出点群とを統合的に用いるセンサフュージョンにより物体の形状を認識する。センサフュージョン部４１は、カメラ１１と左側ＬｉＤＡＲ１２又は右側ＬｉＤＡＲ１３とのセンサフュージョンにより物体認識を行ってもよい。

センサ制御部４２は、各種センサの制御を行う。センサ制御部４２は、前方センサ群１０におけるカメラ１１、左側ＬｉＤＡＲ１２、及び右側ＬｉＤＡＲ１３による検出を制御する。具体的に、センサ制御部４２は、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを高周期検出モードと高密度検出モードとに切り換える。高周期検出モードとは、図３に示す重複検出範囲Ｃ１を高周期で検出するモードである。高密度検出モードとは、重複検出範囲Ｃ１を高密度で検出するモードである。

ここで、図９（ａ）は、高周期検出モードの一例を説明するためのグラフである。図９（ａ）の縦軸は時間、横軸は検知角度である。図９（ａ）において、左側ＬｉＤＡＲ１２の時間に応じた検知角度の変化を実線、右側ＬｉＤＡＲ１３の時間に応じた検知角度の変化を破線で示す。検知角度θ１は、図３に示す重複検出範囲Ｃ１の検知角度に対応している。また、検知角度θ２は重複検出範囲Ｃ１を除いた左側ＬｉＤＡＲ１２の検知角度に対応し、検知角度θ３は重複検出範囲Ｃ１を除いた右側ＬｉＤＡＲ１３の検知角度に対応している。

図９（ａ）に示すように、センサ制御部４２は、高周期検出モードにおいて左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３が重複検出範囲Ｃ１を交互に走査するように左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３を制御する。

センサ制御部４２は、例えば左側ＬｉＤＡＲ１２が検知角度θ１の範囲（重複検出範囲Ｃ１）を走査しているタイミングで、右側ＬｉＤＡＲ１３が検知角度θ３の範囲を走査するように走査の周期を調整することで、高周期検出モードへの切り換えを実行する。高周期検出モードでは、高周期で重複検出範囲Ｃ１内の走査を行うことにより短時間で物体の変化を検出することが可能になる。

図９（ｂ）は、高密度検出モードの一例を説明するためのグラフである。縦軸及び横軸などは図９（ａ）と同様であるため説明を省略する。センサ制御部４２は、高密度検出モードにおいて左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３が重複検出範囲Ｃ１を同時に走査するように左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３を制御する。

センサ制御部４２は、例えば左側ＬｉＤＡＲ１２が検知角度θ１の範囲を走査するタイミングと右側ＬｉＤＡＲ１３が検知角度θ１の範囲を走査するタイミングが一致するように走査の周期を調整することで、高密度検出モードへの切り換えを実行する。高密度検出モードでは、高密度で走査されることで物体ごとにより多くの検出点を取得できるため、物体の認識精度を向上させることができる。なお、高周期検出モード及び高密度検出モードは、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す態様に限定されない。

センサ制御部４２は、例えば車速センサ６０の検出した車両１の車速に基づいて、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを切り換える。センサ制御部４２は、車両１の車速が第一閾値以上である場合に、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを高周期検出モードに切り換える。第一閾値は予め設定された値の閾値である。第一閾値は特に限定されないが、６０ｋｍ／ｈであってもよく、５０ｋｍ／ｈであってもよい。

センサ制御部４２は、車両１の車速が第二閾値未満である場合に、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを高密度検出モードに切り換える。第二閾値は、第一閾値と同じ値又は第一閾値より小さい値の閾値である。第二閾値も特に限定されないが、２０ｋｍ／ｈであってもよく、３０ｋｍ／ｈであってもよい。センサ制御部４２は、車両１の車速が第一閾値未満で第二閾値以上である場合、現在の制御モードを維持する。

洗浄デバイス制御部４３は、洗浄デバイス群２０を制御する。洗浄デバイス制御部４３は、洗浄デバイス群２０における第一洗浄デバイス２１、第二洗浄デバイス２２、及び第三洗浄デバイス２３の洗浄タイミングを制御する。

図１０は、洗浄タイミングの一例を説明するためのグラフである。図１０の縦軸は洗浄のオン／オフの状態、横軸は時間である。図１０に、第一洗浄デバイス２１の洗浄タイミングＴ２１、第二洗浄デバイス２２の洗浄タイミングＴ２２、及び第三洗浄デバイス２３の洗浄タイミングＴ２３を示す。

図１０に示すように、洗浄デバイス制御部４３は、第一洗浄デバイス２１、第二洗浄デバイス２２、及び第三洗浄デバイス２３の洗浄時間（洗浄オンの時間）が重複しないように洗浄タイミングを制御する。洗浄デバイス制御部４３は、定期的に第一洗浄デバイス２１、第二洗浄デバイス２２、及び第三洗浄デバイス２３の洗浄が重複しないように繰り返してもよい。

洗浄デバイス制御部４３は、例えばカメラ１１の洗浄要求に応じて、第一洗浄デバイス２１の洗浄タイミングであることを認識してもよい。カメラ１１の洗浄要求はＥＣＵ４０がコントロールしていてもよい。洗浄タイミングは、車両１の走行中に前回の洗浄から一定時間経過したタイミングであってもよく、車両１の走行距離に応じて予め決められたタイミングなどであってもよい。洗浄タイミングは特に限定されない。

洗浄デバイス制御部４３は、第一洗浄デバイス２１の洗浄タイミングであると認識した場合、第二洗浄デバイス２２及び第三洗浄デバイス２３が洗浄中ではないことをチェックする。洗浄デバイス制御部４３は、第二洗浄デバイス２２及び第三洗浄デバイス２３が洗浄中ではない場合に、第一洗浄デバイス２１によるカメラ１１の洗浄を開始する。

［センサ制御装置の処理］
次に、本実施形態に係るセンサ制御装置１００の処理について図面を参照して説明する。図１１は、センサ制御モード切り替え処理の一例を示すフローチャートである。センサ制御モード切り替え処理は、例えば車両１の走行中に実行される。

図１１に示すように、センサ制御装置１００のＥＣＵ４０は、Ｓ１０として、センサ制御部４２により車両１の車速が第一閾値以上であるか否かを判定する。センサ制御部４２は、車速センサ６０の検出結果に基づいて、車速が第一閾値以上であるか否かを判定する。センサ制御部４２は、車速が第一閾値以上であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行する。センサ制御部４２は、車速が第一閾値以上であると判定しなかった場合（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１４に移行する。

Ｓ１２において、センサ制御部４２は、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを高周期検出モードに切り換える。センサ制御部４２は、例えば左側ＬｉＤＡＲ１２が検知角度θ１の範囲（重複検出範囲Ｃ１）を走査しているタイミングで、右側ＬｉＤＡＲ１３が検知角度θ３の範囲を走査するように走査の周期を調整する。その後、センサ制御部４２は、今回の処理を終了する。

Ｓ１４において、センサ制御部４２は、車両１の車速が第二閾値未満であるか否かを判定する。センサ制御部４２は、車速センサ６０の検出結果に基づいて、車速が第二閾値未満であるか否かを判定する。センサ制御部４２は、車速が第二閾値未満であると判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｓ１６に移行する。センサ制御部４２は、車速が第二閾値未満であると判定しなかった場合（Ｓ１４：ＮＯ）、制御モードの切り換えを行わずに今回の処理を終了する。

Ｓ１６において、センサ制御部４２は、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを高密度検出モードに切り換える。センサ制御部４２は、例えば左側ＬｉＤＡＲ１２が検知角度θ１の範囲（重複検出範囲Ｃ１）を走査しているタイミングで、右側ＬｉＤＡＲ１３が検知角度θ３の範囲を走査するように走査の周期を調整する。その後、センサ制御部４２は、今回の処理を終了する。

図１２は、洗浄デバイス制御処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す洗浄デバイス制御処理は、例えば車両１の走行中に実行される。ここでは、一例として第一洗浄デバイス２１の処理を説明するが、第二洗浄デバイス２２及び第三洗浄デバイス２３においても同様の処理とすることができる。

図１２に示すように、センサ制御装置１００のＥＣＵ４０は、Ｓ２０として、洗浄デバイス制御部４３により第一洗浄デバイス２１の洗浄タイミングになったか否かを判定する。洗浄デバイス制御部４３は、カメラ１１の洗浄要求又は予め決められた時間経過などに応じて、第一洗浄デバイス２１の洗浄タイミングになったことを判定する。洗浄デバイス制御部４３は、第一洗浄デバイス２１の洗浄タイミングになったと判定した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２２に移行する。洗浄デバイス制御部４３は、第一洗浄デバイス２１の洗浄タイミングになったと判定しなかった場合（Ｓ２０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。

Ｓ２２において、洗浄デバイス制御部４３は、第二洗浄デバイス２２及び第三洗浄デバイス２３が洗浄中であるか否かを判定する。洗浄デバイス制御部４３は、第二洗浄デバイス２２及び第三洗浄デバイス２３が洗浄中ではないと判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、Ｓ２４に移行する。洗浄デバイス制御部４３は、第二洗浄デバイス２２及び第三洗浄デバイス２３が洗浄中であると判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、今回の処理を終了する。

Ｓ２４において、洗浄デバイス制御部４３は、第一洗浄デバイス２１によるカメラ１１の洗浄を開始する。第一洗浄デバイス２１は、洗浄液などにより予め決められたカメラ１１の洗浄を実施する。

以上説明した本実施形態に係るセンサ制御装置１００によれば、上述した車両用センサ取り付け構造によりセンサフュージョンの演算処理を容易にすることができる。また、このセンサ制御装置１００では、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３が重複検出範囲Ｃ１を交互に走査する高周期検出モードと左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３が重複検出範囲Ｃ１を同時に走査する高密度検出モードとに左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを切り換え可能なので、車両１の状態などに応じて制御モードを切り換えることでセンサフュージョンによる物体認識を適切に行うことが可能になる。

また、このセンサ制御装置１００によれば、車両１の車速が第一閾値以上である場合に左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを高周期検出モードに切り換えることで、車速が高く車両外部の状況変化のスピードが早いときに物体を短時間で認識することができる。また、車両１の車速が第一閾値より小さい第二閾値未満である場合に、左側ＬｉＤＡＲ１２及び右側ＬｉＤＡＲ１３の制御モードを高密度検出モードに切り換えることで、車速が低く車両外部の状況変化のスピードがゆっくりの状況下において物体を精度よく認識することができる。

更に、このセンサ制御装置１００によれば、第一洗浄デバイス２１の洗浄が第二洗浄デバイス２２及び第三洗浄デバイス２３の洗浄時間と重複しないように洗浄タイミングを制御するので、洗浄時間が重複してセンサフュージョンによる物体認識が妨げられることを避けることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

例えば、第一センサがＬｉＤＡＲであり、第二センサがカメラであってもよい。ＬｉＤＡＲに代えて、ミリ波レーダが用いられてもよい。二個の第二センサの検出範囲は、必ずしも重複している必要はない。第一センサと第二センサでセンサフュージョンを行う態様であってもよい。

センサ制御部４２は、車両１の加速度センサの検出した加速度に基づいて二個の第二センサの制御モードを切り換えてもよい。センサ制御部４２は、例えば車両１が加速中である場合に高周期検出モードに切り換えてもよい。同様に、センサ制御部４２は、車両１のヨーレートセンサの検出したヨーレートに基づいて二個の第二センサの制御モードを切り換えてもよい。センサ制御部４２は、例えば車両１のヨーレートが所定閾値以上である場合に高周期検出モードに切り換えてもよい。ヨーレートに代えて操舵角を用いてもよい。

前方センサ群１０及びルーフ左側方センサ群３０は、必ずしもセンサ制御装置１００と接続されている必要はない。また、センサ制御装置１００は、必ずしも二個の第二センサの制御モードの切り換えを行う必要はない。

車両用センサ取り付け構造は、洗浄デバイス群２０を必ずしも有する必要はない。センサ制御装置１００も必ずしも洗浄デバイス群２０を制御する洗浄デバイス制御部４３を有する必要はない。

１…車両、１１，３１…カメラ（第一センサ）、１２…左側ＬｉＤＡＲ（第二センサ）、１３…右側ＬｉＤＡＲ（第二センサ）、２１…第一洗浄デバイス、２２…第二洗浄デバイス、２３…第三洗浄デバイス、３２…前側ＬｉＤＡＲ（第二センサ）、３３…後側ＬｉＤＡＲ（第二センサ）、４０…ＥＣＵ、４１…センサフュージョン部、４２…センサ制御部、４３…洗浄デバイス制御部、１００…センサ制御装置。

Claims (6)

1. 車両の外部の物体をセンサフュージョンにより検出するための第一センサ及び第二センサを前記車両に取り付ける車両用センサ取り付け構造であって、
   前記第一センサと前記第二センサとは、前記車両の面に沿う一軸方向に並んで配置され、一個の前記第一センサが二個の前記第二センサに等間隔で挟まれて配置されている、車両用センサ取り付け構造。
2. 前記第一センサはカメラであり、前記第二センサはＬｉＤＡＲである、請求項１に記載の車両用センサ取り付け構造。
3. 二個の前記第二センサの検出範囲は、前記第一センサの前方で重なる重複検出範囲を有する、請求項１又は２に記載の車両用センサ取り付け構造。
4. 請求項３に記載の車両用センサ取り付け構造における前記第一センサ及び前記第二センサを制御するセンサ制御装置であって、
   前記第一センサ及び前記第二センサを制御するセンサ制御部を備え、
   前記第一センサはカメラであり、
   二個の前記第二センサはＬｉＤＡＲであり、
   前記センサ制御部は、二個の前記第二センサが前記重複検出範囲を交互に走査する高周期検出モードと二個の前記第二センサが前記重複検出範囲を同時に走査する高密度検出モードとに前記第二センサの制御モードを切り換え可能である、センサ制御装置。
5. 前記センサ制御部は、前記車両の車速が第一閾値以上である場合に、前記第二センサの制御モードを前記高周期検出モードに切り換え、前記車両の車速が第二閾値未満である場合に、前記第二センサの制御モードを前記高密度検出モードに切り換え、
   前記第二閾値は、前記第一閾値と同じ値又は前記第一閾値より小さい値の閾値である、請求項４に記載のセンサ制御装置。
6. 請求項１～３のうち何れか一項に記載の車両用センサ取り付け構造における前記第一センサ及び前記第二センサを制御するセンサ制御装置であって、
   一個の前記第一センサに取り付けられた第一洗浄デバイスと、
   二個の前記第二センサの一方に取り付けられた第二洗浄デバイスと、
   二個の前記第二センサの他方に取り付けられた第三洗浄デバイスと、
   前記第一洗浄デバイス、前記第二洗浄デバイス、及び前記第三洗浄デバイスの洗浄タイミングを制御する洗浄デバイス制御部と、を備え、
   前記洗浄デバイス制御部は、前記第二洗浄デバイスの洗浄時間と前記第三洗浄デバイスの洗浄時間とが重複しないように洗浄タイミングを制御する、センサ制御装置。

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