JP6690401B2 - 物体検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、周囲に位置する物体を検知する技術に関する。

下記特許文献１には、車両等の移動体に搭載されたソナーであって、車両の停止時に送信波を停止させる技術が開示されている。移動体の停止時の省電力化に寄与するものである。

特開２０１０−０７６５７７号公報

しかしながら、上記の技術では、移動体の停止時に周囲の物体を検知できないという問題があった。そこでこのような問題点に鑑み、周囲に位置する物体を検知する物体検知装置において、省電力化したいという要求と、省電力化しているときに周囲の物体を検知したいという要求とを満たすことができるようにすることを本発明の目的とする。

本発明の物体検知装置では、送信部（２１）と、受信部（２２）と、出力部（２３）と、停止制御部（Ｓ１３０）と、作動制御部（Ｓ１６０）と、を備える。送信部（２１）送信波を発信するように構成される。受信部（２２）は、送信波による反射波を含む受信波を受信するように構成される。

出力部（２３）は、受信波を受信すると物体を検知した旨を出力するように構成される。停止制御部（Ｓ１３０）は、予め設定された停止条件を満たす際に、当該物体検知装置の状態を、送信部に送信波の発信を停止させ、かつ受信部に受信波を受信させる状態を表す発信停止状態とするように構成される。作動制御部（Ｓ１６０）は、発信停止状態において、受信部が受信波を受信すると、当該物体検知装置の状態を、送信部に送信波を発信させ、かつ受信部に受信波を受信させる状態を表す発信作動状態とするように構成される。

このような物体検知装置によれば、送信波を停止させる発信停止状態のときであっても、受信部を作動させているので、他の移動体から送信された送信波を受信できればこの移動体を検知できる。また、発信停止状態のときに受信波を受信すると、送信部を作動させるので、周囲の物体を検知できる。よって、省電力化したいという要求と、省電力化しているときに周囲の物体を検知したいという要求とを満たすことができる。

なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。 運転支援ＥＣＵが実行する物体検知処理を示すフローチャートである。 物体検知処理のうちのソナー受信処理を示すフローチャートである。 自車両が発信停止状態のときにおいて接近車両との関係を示す模式図である。 ソナー受信処理のうちの帯域通過フィルタ処理を示すフローチャートである。 自車両が発信作動状態のときにおいて接近車両との関係を示す模式図（その１）である。 自車両が発信作動状態のときにおいて接近車両との関係を示す模式図（その２）である。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
本発明が適用された運転支援システム１は、例えば乗用車等の移動体である車両に搭載され、該車両の運転支援を行うシステムである。ここでいう運転支援とは、車両の運転者による運転操作の少なくとも一部を補助するための制御を実施することを示す。なお、車両の運転者による運転操作を全て自動化した自動運転の際に本システムの構成を利用してもよい。また、運転支援システム１が搭載された車両を自車両ともいう。

図１に示す運転支援システム１は、運転支援ＥＣＵ１０と、測距センサ２０と、シフトポジションセンサ２５と、表示部３１と、音声出力部３２と、プリクラッシュアクチュエータ３３と、を備える。

測距センサ２０は、送信部２１と、受信部２２と、出力部２３とを備える。送信部２１は、音波である送信波を発信する。
受信部２２は、送信波が物体によって反射されることで得られた反射波を含む受信波を受信する。すなわち、送信部２１および受信部２２は、音波の送受信を行うソナーとして構成される。

出力部２３は、受信波を受信すると物体を検知した旨を出力するように構成される。物体を検知した旨には、物体の位置情報、すなわち、物体までの距離や方位の情報が含まれる。なお、方位の情報はソナーの検知範囲を示す情報であってもよい。

なお、本実施形態においては、測距センサ２０は複数の送信部２１および送信部２１毎に複数の受信部２２を備え、出力部２３は、三角測量の原理を用いて物体の位置を特定してもよい。

シフトポジションセンサ２５は、シフトレバーの位置を検知する。シフトレバーの位置は、運転支援ＥＣＵ１０にてシフトレバーが「Ｐ」「Ｒ」「Ｎ」「Ｄ」等の、どの位置に入れられているかを認識するために用いられる。

表示部３１は、運転支援ＥＣＵ１０からの指示を受けて画像や文字を表示させる周知のディスプレイとして構成されている。
音声出力部３２は、運転支援ＥＣＵ１０からの指示を受けてブザー音や音声等による報知音を出力する。表示部３１および音声出力部３２は、後述する運転支援を実施する際に、運転支援の作動状態を運転者等の乗員に報知するため等に用いられる。

プリクラッシュアクチュエータ３３は、自車両が何らかの物体と衝突したときの被害を軽減するためのアクチュエータである。プリクラッシュアクチュエータ３３は、例えば、ブレーキ油圧を高めたり、シートベルトを巻き上げたりするためのアクチュエータとして構成される。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ１２）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。運転支援ＥＣＵ１０の各種機能は、ＣＰＵ１１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ１２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。非遷移的実体的記録媒体とは、記録媒体から電磁波を除く意味である。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、運転支援ＥＣＵ１０を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することで実現される機能の構成の１つとして、運転支援を行う機能を備える。運転支援ＥＣＵ１０における機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

［１−２．処理］
次に、運転支援ＥＣＵ１０が実行する運転支援処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。運転支援処理は、測距センサ２０における消費電力を抑制しつつ、他の物体との衝突に備える運転支援を実施する処理である。運転支援処理は、例えば、運転支援システム１の電源が投入されると開始され、その後、繰り返し実施される。

運転支援処理では、まず、送信部２１に送信波の発信を停止させる条件である停止条件が成立しているか否かを判定する。ここではＳ１１０にて、シフトポジションセンサ２５からの信号に基づいてシフト位置を検知し、Ｓ１２０にて、シフト位置を判定する。シフト位置がパーキング「Ｐ」であれば、Ｓ１３０にて、運転支援システム１の状態、すなわち測距センサ２０の状態を発信停止状態に遷移させる。

ここで発信停止状態とは、送信部２１に送信波の発信を停止させ、かつ受信部２２に受信波を受信させる状態を表す。このように測距センサ２０を発信停止状態にした場合、表示部３１および音声出力部３２を介して運転支援システム１の状態が発信停止状態になったことを自車両の乗員に報知する。具体的には、表示部３１に発信停止状態である旨を示す画像を表示させ、音声出力部３２からブザー音や発信停止状態である旨の音声を出力させる。

続いて、Ｓ１４０にて、ソナー受信処理を実施する。ソナー受信処理では、図３に示すように、まず、Ｓ３１０にて、受信部２２にて音波を受信する。例えば、送信部２１に送信波の発信を停止させている場合には、図４に示すように、他の車両において備えられたソナー等の測距部から発信された送信波を受信部２２が受信することになる。

続いて、Ｓ３２０にて受信音圧を増幅する。この処理では、例えば、周知のバッファ等の増幅器を用いることができる。
続いて、Ｓ３４０にて、帯域通過フィルタ処理を実施する。この処理は、測距部２０の状態が発信停止状態か発信作動状態かに応じて、受信部２２が受信波を受波する際の感度を表す受信感度を変更する処理である。具体的には、発信停止状態のときの受信感度を、発信作動状態のときの受信感度よりも向上させる。

帯域通過フィルタ処理では、図５に示すように、まず、Ｓ４１０にて、測距部２０の状態が発信停止状態か発信作動状態かを判定する。測距部２０の状態が発信停止状態であれば、Ｓ４２０にて、第一の帯域通過フィルタを選択する。ここで、第一の帯域通過フィルタは、他の車両から送信された送信波を受信できる程度に周波数帯域が広く設定されている。自車両の送信部２１が送信する音波とは異なる周波数の音波が他の車両から送信された場合であっても良好に受信できるようにするためである。

また、測距部２０の状態が発信作動状態であれば、Ｓ４３０にて、第二の帯域通過フィルタを選択する。第二の帯域通過フィルタは、第一の帯域通過フィルタよりも周波数帯域が狭く設定されている。他の車両からの送信波を広く受信すると、混信をする可能性が高くなるからである。

続いて、Ｓ４４０にて、選択された帯域通過フィルタを設定し、帯域通過フィルタ処理を終了する。
このような処理が終了すると、図３に戻る。続いて、Ｓ３４０にて、アナログ値である増幅後の受信音波をデジタル値に変換する。この処理では、増幅後の受信音波を前述の帯域通過フィルタ処理にて選択されたフィルタに通過させ、このフィルタを通過した受信音波の電圧値に応じたデジタル値を出力する処理を実施する。なおこの処理の際には、周知のＡＤ変換回路等のハードウェアも用いることができる。またＳ３４０のアナログ/デジタル変換はＳ３３０の帯域通過フィルタ処理の前段に行う構成でもよい。すなわち、Ｓ３４０、Ｓ３３０の順に処理を実施してもよい。

続いて、Ｓ３５０にて、受信音波に対する処理を実施する。送信部２１が送信波を送信しているときには、受信した音波が反射波であるものとして、物体の位置を検知する。また、送信部２１が送信波を送信していない場合には、受信部２２が受信波を受信した旨を出力する。このような処理が終了すると、図２に戻る。

続いて、Ｓ１５０にて、受信部２２が受信波を受信した旨を示すソナー受波があったか否かを判定する。ソナー受波がなければ、Ｓ１１０の処理に戻る。また、ソナー受波があれば、Ｓ１６０にて、測距部２０を発信作動状態とする。発信作動状態とは、送信部２１に送信波を発信させ、かつ受信部２２に受信波を受信させる状態を表す。

このように測距センサ２０を発信作動状態にした場合、表示部３１および音声出力部３２を介して運転支援システム１の状態が発信作動状態になったことを自車両の乗員に報知する。具体的には、表示部３１に発信作動状態である旨を示す画像を表示させ、音声出力部３２からブザー音や発信作動状態である旨の音声を出力させる。このような処理が終了すると、後述するＳ２４０の処理に移行する。

また、Ｓ１２０の処理で、シフト位置がパーキング「Ｐ」であれば、Ｓ２１０にて、送信部２１に音波を送信させるソナー送信を行う。続いて、Ｓ２２０にて、前述と同様のソナー受信処理を実施する。このソナー受信処理が終了すると、Ｓ２３０にて、対障害物制御を行う。

ここで、対障害物制御とは、自車両に対して接近する他の物体が自車両と衝突する可能性が高い場合に、他の物体による自車両への衝突に対する準備を行う。詳細には、自車両に対して接近する他の物体の位置とその物体の移動方向とを周知の処理にて認識し、衝突の判定を行う。

例えば、図６に示すように、他の物体が接近する車両である接近車両５２である場合、接近車両５２が自車両５１と衝突する方向に移動していれば、衝突の可能性が高いものとして、プリクラッシュアクチュエータ３３を作動させる。つまり、衝突に対する準備を行う。

また、図７に示すように、接近車両５２が自車両５１に近づいているものの、自車両５１には衝突することなく自車両５１の横を通過しそうな場合には、衝突の可能性が低いものとして、プリクラッシュアクチュエータ３３を作動させることはない。

続いて、Ｓ２４０にて、接近車両５２等の物体（障害物）が検知されているか否かを判定する。物体が検知されていれば、Ｓ２１０の処理に戻る。また、物体が検知されていなければ、物体検知処理を終了する。なお、Ｓ１６０の処理であるウェイクアップ直後にＳ２４０の処理に移行した際には、Ｓ２４０にて障害物があるものとして処理を行う。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）上記の運転支援システム１では、送信部２１と、受信部２２と、出力部２３と、運転支援ＥＣＵ１０と、を備える。送信部２１は、送信波を発信するように構成される。受信部２２は、送信波による反射波を含む受信波を受信するように構成される。

出力部２３は、受信波を受信すると物体を検知した旨を出力するように構成される。運転支援ＥＣＵ１０は、予め設定された停止条件を満たす際に、当該運転支援システム１の状態を、送信部２１に送信波の発信を停止させ、かつ受信部２２に受信波を受信させる状態を表す発信停止状態とするように構成される。また、発信停止状態において、受信部２２が受信波を受信すると、当該運転支援システム１の状態を、送信部２１に送信波を発信させ、かつ受信部２２に受信波を受信させる状態を表す発信作動状態とするように構成される。

このような運転支援システム１によれば、送信波を停止させる発信停止状態のときであっても、受信部２２を作動させているので、他の移動体から送信された送信波を受信できればこの移動体を検知できる。また、発信停止状態のときに受信波を受信すると、送信部２１を作動させるので、周囲の物体を検知できる。よって、省電力化したいという要求と、省電力化しているときに周囲の物体を検知したいという要求とを満たすことができる。

（１ｂ）上記の運転支援システム１において、送信部２１および受信部２２は、音波の送受信を行うソナーとして構成される。
このような運転支援システム１によれば、音波を送受信する構成において、省電力化したいという要求と、省電力化しているときに周囲の物体を検知したいという要求とを満たすことができる。

（１ｃ）上記の運転支援システム１において運転支援ＥＣＵ１０は、運転支援システム１が発信停止状態のときに、受信部２２が受信波を受波する際の感度を表す受信感度を、当該運転支援システム１が前記発信作動状態のときの受信感度よりも向上させるように構成される。

このような運転支援システム１によれば、発信停止状態のときには他の移動体が発する送信波を受信しやすいように感度を向上させることができる。また、発信作動状態のときには、発信停止状態のときよりも感度を低下させることになるので、送信部２１が送信した送信波による反射波が、他の移動体が発する送信波と混信しにくくすることができる。

（１ｄ）上記の運転支援システム１において運転支援ＥＣＵ１０は、運転支援システム１の状態を発信作動状態とする際に、他の物体による移動体への衝突に対する準備を行う。

このような運転支援システム１によれば、他の移動体からの送信波を検知した際に、他の移動体との衝突に備えることができる。
（１ｅ）上記の運転支援システム１において運転支援ＥＣＵ１０は、運転支援システム１の状態が、発信停止状態であるか発信作動状態であるかを移動体の乗員に報知する。

このような運転支援システム１によれば、運転支援システム１の状態を乗員に報知することができる。
［２．他の実施形態］
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（２ａ）上記実施形態では、送信部２１は、音波を発信するよう構成したが、これに限定されるものではない。例えば、電波や光波等の電磁波を送信波として発信してもよい。この場合、受信部２２は、電磁波の反射波を受信できるように構成するとよい。

（２ｂ）上記実施形態では、運転支援システム１が発信停止状態のときに受信部２２の感度を向上させる構成として、受信可能周波数帯域を広く設定したが、この構成に限らず、例えば、センサのダイナミックレンジが広くなるよう変更する等の手法を採用してもよい。

（２ｃ）上記実施形態では、送信部２１に送信波の発信を停止させる条件である停止条件として、シフトポジションセンサ２５からの信号を用いたが、例えば、速度センサがある速度以下の速度を示す場合等、任意の条件を停止条件とすることもできる。

（２ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（２ｅ）上述した運転支援システム１の他、当該運転支援システム１の構成要素となる装置、当該運転支援システム１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、運転支援方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

［３．実施形態の構成と本発明の構成との対応関係］
上記実施形態における運転支援システム１は本発明でいう物体検知装置の一例に相当する。また、上記実施形態において運転支援ＥＣＵ１０が実行する処理のうち、Ｓ１３０の処理は本発明でいう停止制御部および報知部の一例に相当し、上記実施形態においてＳ１６０の処理は本発明でいう作動制御部および報知部の一例に相当する。また、上記実施形態においてＳ２３０の処理は本発明でいう衝突準備部の一例に相当し、上記実施形態においてＳ４１０，Ｓ４２０，Ｓ４３０，Ｓ４４０の処理は本発明でいう感度制御部の一例に相当する。

１…運転支援システム、１０…運転支援ＥＣＵ、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、２０…測距センサ、２０…測距部、２１…送信部、２２…受信部、２３…出力部、２５…シフトポジションセンサ、３１…表示部、３２…音声出力部、３３…プリクラッシュアクチュエータ、５１…自車両、５２…接近車両。

Claims (5)

1. 移動体に搭載され、該移動体の周囲に位置する物体を検知するように構成された物体検知装置（１）であって、
   送信波を発信するように構成された送信部（２１）と、
   前記送信波による反射波を含む受信波を受信するように構成された受信部（２２）と、
   予め設定された停止条件を満たす際に、当該物体検知装置の状態を、前記送信部に送信波の発信を停止させ、かつ前記受信部に受信波を受信させる状態を表す発信停止状態とするように構成された停止制御部（Ｓ１３０）と、
   前記発信停止状態において、前記受信部が前記受信波を受信すると、当該物体検知装置の状態を、前記送信部に送信波を発信させ、かつ前記受信部に受信波を受信させる状態を表す発信作動状態とするように構成された作動制御部（Ｓ１６０）と、
   前記発信作動状態で、前記受信部が前記受信波を受信すると物体を検知した旨を出力するように構成された出力部（２３）と、
   を備えた物体検知装置。
2. 請求項１に記載の物体検知装置であって、
   前記送信部および前記受信部は、音波の送受信を行うソナーとして構成された
   物体検知装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の物体検知装置であって、
   当該物体検知装置が前記発信停止状態のときに、前記受信部が受信波を受信する際の感度を表す受信感度を、当該物体検知装置が前記発信作動状態のときの受信感度よりも向上させるように構成された感度制御部（Ｓ４１０，Ｓ４２０，Ｓ４３０，Ｓ４４０）
   をさらに備えた物体検知装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の物体検知装置であって、
   前記作動制御部が前記発信作動状態とする際に、他の物体による前記移動体への衝突に対する準備を行う衝突準備部（Ｓ２３０）
   をさらに備えた物体検知装置。
5. 請求項１に記載の物体検知装置であって、
   当該物体検知装置の状態が、前記発信停止状態であるか前記発信作動状態であるかを前記移動体の乗員に報知する報知部（Ｓ１３０，Ｓ１６０）
   をさらに備えた物体検知装置。

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