JP7007049B2

JP7007049B2 - 障害物検知装置

Info

Publication number: JP7007049B2
Application number: JP2016251120A
Authority: JP
Inventors: 聡齋藤
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: JP2018105688A

Description

本発明は、自車両周辺を複数の直接検知センサおよび間接検知センサにより所定の計測時間ごとに探査して障害物までの距離を計測し前記障害物の位置を検知する障害物検知装置に関する。

従来、自車両周辺を少なくとも複数のセンサにより所定の計測時間ごとに探査して障害物までの距離を計測し、一方のセンサを直接検知センサとし他方を間接検知センサとして直接検知センサが送信した超音波により当該直接検知センサが受信した反射波と、間接検知センサが受信した反射波と、これらセンサの間隔とに基づき、三角測量法の原理を利用して障害物の横位置を算出し、次に一方のセンサを間接検知センサとし他方を直接検知センサとして、同様にして障害物の横位置を算出し、得られた２つの横位置が一致していないときに、２つの横位置のうち両センサの中間一付近に検知された横位置を虚像によるものと判断して無効とする障害物検知装置が提案されている（特許文献１）。

特開２０１５－４５６２号公報（段落００２５～００３５および図１～図７参照）

しかし、上記した特許文献１に記載の装置では、１つの同一障害物を検知する場合には有効であるが、自車両の周辺に存在する例えば２つの障害物を検知する場合に、一方の障害物の位置を検知できても、他方の障害物の位置を検知できないことがあり、信頼性に欠けるという問題がある。

本発明は、自車両の周辺に存在する２つの障害物の位置を確実に検知して信頼性を向上できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の障害物検知装置は、自車両周辺を複数の直接検知センサおよび間接検知センサにより所定の計測時間ごとに探査して障害物までの距離を計測し前記障害物の位置を検知する障害物検知装置において、前記各センサによる測距データに基づき三角測量法により前記障害物の位置を推定して三角測量推定位置を導出する三角測量推定位置導出手段と、前記各センサごとに、現在時刻における当該センサの位置を中心とし、現在時刻における当該センサで計測した前記障害物までの第１計測距離を半径とする円弧と、現在時刻よりも１回の前記計測時間前における当該センサの位置を中心とし、現在時刻よりも１回の前記計測時間前における当該センサで計測した前記障害物までの第２計測距離を半径とする円弧とが重なる点を前記障害物の時系列推定位置として導出する時系列推定位置導出手段と、前記三角測量推定位置導出手段により導出される前記三角測量推定位置と、前記各センサごとに前記時系列推定位置導出手段により導出される前記時系列推定位置との距離がそれぞれ所定の閾値よりも大きいか小さいかを比較する比較手段と、前記比較手段により、前記距離が前記所定の閾値よりも小さければ当該三角測量推定位置と当該時系列推定位置とは同一障害物と判断し、大きければ当該三角測量推定位置は虚像で当該時系列推定位置が障害物であると判断する判断手段とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、直接検知センサおよび間接検知センサごとに三角測量推定位置導出手段により導出される三角測量推定位置と、直接検知センサおよび間接検知センサごとに時系列推定位置導出手段により導出される時系列推定位置との距離が、それぞれ所定の閾値よりも大きいか小さいかが比較手段により比較され、比較の結果、所定の閾値よりも小さければ当該三角測量推定位置と当該時系列推定位置とは同一障害物と判断され、大きければ当該三角測量推定位置は虚像で当該時系列推定位置が障害物であると判断手段により判断されるため、従来、三角測量法のみでは検知できなかった複数の障害物を確実に検知することができ、障害物検知の信頼性を向上することができる。

本発明に係る障害物検知装置の一実施形態のブロック図である。一実施形態の動作説明図である。一実施形態の動作説明図である。一実施形態の動作説明用フローチャートである。

本発明に係る障害物検知装置の一実施形態について、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。

本実施形態における障害物検知装置は、図１に示すように構成されている。すなわち、例えば自車両の前部に搭載された超音波センサから成る直接検知センサ（以下、これをＰセンサと称する）１ａおよび間接検知センサ（以下、これをＱセンサと称する）１ｂと、これら両センサ１ａ，１ｂを制御して所定の計測時間Δｔ（例えば、１００ｍｓ）ごとに自車両の前方を探査して障害物までの距離を算出するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）から成るの制御手段２と、各センサ１ａ，１ｂおよび制御手段２による測距データに基づき三角測量法により障害物の位置を推定して三角測量推定位置を導出する三角測量推定位置導出手段３と、各センサ１ａ，１ｂごとに、現在の計測時刻ｔにおける障害物までの測距エリアと、現在よりも１回前の計測時刻ｔ－１における障害物までの測距エリアを重ねることで障害物の時系列推定位置を導出する時系列推定位置導出手段４と、三角測量推定位置導出手段３により導出される三角測量推定位置と、各センサ１ａ，１ｂごとに時系列推定位置導出手段４により導出される時系列推定位置との距離がそれぞれ所定の閾値よりも大きいか小さいかを比較する比較手段５と、比較手段５により、距離が所定の閾値よりも小さければ当該三角測量推定位置と当該時系列推定位置とは同一障害物と判断し、大きければ当該三角測量推定位置は虚像で当該時系列推定位置が障害物と判断する判断手段６とを備える。

ところで、三角測量推定位置導出手段３の動作は、上記した特許文献１（特開２０１５－４５６２号公報）にも記載のように公知技術であり、詳細な説明は省略することとして、原理について簡単に説明する。

いま、図２（ａ）に示すように、自車両Ｃの前部に前後方向の中心線Ｌに対して左右対称位置にＰセンサ１ａ、Ｑセンサ１ｂが取り付けられ、両センサ１ａ，１ｂにより自車両Ｃの前方に超音波を所定の計測時間ごとに送信して、自車両Ｃの前方に存在する２つの第１、第２障害物Ｂ１，Ｂ２までの距離を検知する場合に、制御手段２により、その超音波によりＰセンサ１ａが受信する障害物Ｂ１，Ｂ２それぞれからの反射波に基づき、Ｐセンサ１ａから第１、第２障害物Ｂ１，Ｂ２それぞれまでの距離が算出され、Ｑセンサ１ｂが受信する第１、第２障害物Ｂ１，Ｂ２それぞれからの反射波に基づき、Ｑセンサ１ｂから第１、第２障害物Ｂ１，Ｂ２それぞれまでの距離が算出される。このとき、Ｐセンサ１ａは、超音波の送信と反射波の受信の両方を行う直接検知センサとされ、Ｑセンサ１ｂは、反射波の受信のみを行う間接検知センサとされる。

次に、制御手段２により、Ｑセンサ１ｂを直接検知センサ、Ｐセンサ１ａを間接検知センサとしたときに、同様にして、Ｐセンサ１ａおよびＱセンサ１ｂそれぞれから第１、第２障害物Ｂ１，Ｂ２それぞれまでの距離が算出される。

そして、三角測量推定位置導出手段３により、両センサ１ａ，１ｂそれぞれにより反射波を受信するまでの時間、算出された距離、両センサ１ａ，１ｂの設置間隔、音速に基づき第１障害物Ｂ１の中心線Ｌに対する横位置である三角測量推定位置αが算出されるが、図２（ｂ）に示すように、Ｐセンサ１ａと第１障害物Ｂ１との間の往復経路長が、Ｐセンサ１ａと第２障害物Ｂ２との間の往復経路長よりも小さいときには、Ｐセンサ１ａは最初に第１障害物Ｂ１からの反射波を受信し、続いて第２障害物Ｂ２からの反射波を受信する。

一方、Ｐセンサ１ａから第１障害物Ｂ１を経てＱセンサ１ｂに至る経路長が、Ｐセンサ１ａから障害物Ｂ２を経てＱセンサ１ｂに至る経路長よりも小さいときには、Ｑセンサ１ｂは最初に第１障害物Ｂ１からの反射波を受信し、続いて第２障害物Ｂ２からの反射波を受信するため、図２（ｂ）に示すように、両センサ１ａ，１ｂは最初に第１障害物Ｂ１からの反射波を受信するので、三角測量の原理により、第１障害物Ｂ１の横位置つまり三角測量推定位置αを検知できる。

ところが、Ｑセンサ１ｂを直接検知センサ、Ｐセンサ１ａを間接検知センサとしたときに、Ｑセンサ１ｂと第２障害物Ｂ２との間の往復経路長が、Ｑセンサ１ｂと第１障害物Ｂ１との間の往復経路長よりも小さいときには、Ｑセンサ１ｂは最初に第２障害物Ｂ２からの反射波を受信し、続いて第１障害物Ｂ１からの反射波を受信する。また、Ｑセンサ１ｂから第１障害物Ｂ１を経てＰセンサ１ａに至る経路長が、Ｑセンサ１ｂから第２障害物Ｂ２を経てＰセンサ１ａに至る経路長よりも小さいときには、Ｐセンサ１ａは最初に第１障害物Ｂ１からの反射波を受信し、続いて第２障害物Ｂ２からの反射波を受信するが、このときＱセンサ１ｂと第２障害物Ｂ２との間の往復経路長が、Ｑセンサ１ｂと第１障害物Ｂ１との間の往復経路長よりも小さいときには、Ｑセンサ１ｂは最初に第２障害物Ｂ２からの反射波を受信し、続いて第１障害物Ｂ１からの反射波を受信することになり、図２（ｃ）に示すように、両センサ１ａ，１ｂが最初に反射波を受信する障害物が一致しないことになり、両センサ１ａ，１ｂの中間位置付近に第２障害物Ｂ２の三角測量推定位置βが検知され、この推定位置βは虚像を検知したことになって実際の第２障害物Ｂ２の位置を検知したことにはならない。

このように、三角測量法の原理のみによる障害物検知では、図２（ｄ）に示すように、第１障害物Ｂ１を三角測量推定位置αであると検知できても、第２障害物Ｂ２は虚像の三角測量推定位置βであると検知して実際の第２障害物Ｂ２を検知することができない。そこで、上記した時系列推定位置導出手段４による時系列推定位置を、三角測量推定位置導出手段３による三角測量推定位置とを比較手段５により比較し、両位置の距離が所定の閾値よりも大きいか小さいかを判断手段６により判断するようにした。

すなわち、図３（ａ）に示すように、制御手段２により、現在の計測時刻ｔに計測されたＰセンサ１ａから第１障害物Ｂ１までの距離で円弧Ｓ１ａ（図３（ａ）中の１点鎖線）が形成されるとともに、制御手段２により、現在の計測時刻ｔに計測されたＱセンサ１ｂから第２障害物Ｂ２までの距離で円弧Ｓ１ｂ（図３（ａ）中の１点鎖線）が形成され、１回の計測時間Δｔ（例えば１００ｍｓ）前の計測時刻ｔ－１に計測されたＰセンサ１ａから第１障害物Ｂ１までの距離で円弧Ｓ２ａ（図３（ｂ）中の２点鎖線）が形成されるとともに、１回の計測時間前の計測時刻ｔ－１に計測されたＱセンサ１ｂから第２障害物Ｂ２までの距離で円弧Ｓ２ｂ（図３（ｂ）中の２点鎖線）が形成される。

そして、図３（ｂ）に示すように、計測時刻ｔおよび計測時刻ｔ－１それぞれでの円弧Ｓ１ａおよび円弧Ｓ２ａが重なる点が第１障害物Ｂ１の時系列推定位置Ωとして導出されるとともに、計測時刻ｔおよび計測時刻ｔ－１それぞれでの円弧Ｓ１ｂおよび円弧Ｓ２ｂが重なる点が第２障害物Ｂ２の時系列推定位置θとして導出され、比較手段５により、三角測量推定位置導出手段３により導出された第１障害物Ｂ１の三角測量推定位置αと時系列推定位置導出手段４による時系列推定位置Ωとの距離（ずれ）が予め設定された閾値Ｄａより大きいか小さいかの比較がなされるとともに、同様にして、三角測量推定位置導出手段３により導出された第２障害物Ｂ２の三角測量推定位置βと時系列推定位置導出手段４による時系列推定位置θとの距離（ずれ）が予め設定された閾値Ｄｂより大きいか小さいかの比較がなされる。ここで、閾値Ｄａ，Ｄｂは同じ値であってよく、異なる値であってもよい。

さらに、比較の結果、三角測量推定位置αと時系列推定位置Ωとの距離（ずれ）が予め設定された閾値Ｄａより小さいときには、判断手段６により、三角測量推定位置αおよび時系列推定位置Ωは共に同一の第１障害物Ｂ１と判断される。一方、三角測量推定位置βと時系列推定位置θについては、三角測量推定位置βが虚像であって実際の第２障害物Ｂ２ものではないため、三角測量推定位置βと時系列推定位置θとの距離（ずれ）が予め設定された閾値Ｄｂよりも大きくなり、判断手段６により、三角測量推定位置βおよび時系列推定位置θは同一の第２障害物Ｂ２ではないと判断され、その結果、三角測量推定位置βは虚像として排除され、時系列推定位置θが第２障害物Ｂ２ものと判断される。こうして、第１、第２障害物Ｂ１，Ｂ２のいずれもが検知される。

上記したＰ，Ｑセンサ１ａ，１ｂによる第１、第２障害物Ｂ１，Ｂ２の検知処理について図４のフローチャートを参照して説明する。いま、図４に示すように、Ｐセンサ１ａから超音波が送信されて、三角測量推定位置導出手段３により第１障害物Ｂ１の三角測量推定位置αが導出され（ステップＳ１）、Ｑセンサ１ｂから超音波が送信されて、三角測量推定位置導出手段３により第２障害物Ｂ２の三角測量推定位置βが導出され（ステップＳ２）、続いてＰセンサ１ａからの超音波に基づき、時系列推定位置導出手段４により第１障害物Ｂ１の時系列推定位置Ωが導出され（ステップＳ３）、Ｑセンサ１ｂからの超音波に基づき、時系列推定位置導出手段４により第２障害物Ｂ２の時系列推定位置θが導出される（ステップＳ３）。

次に、比較手段５により、三角測量推定位置αと時系列推定位置Ωとの距離（ずれ）が予め設定された閾値Ｄａより小さいか否かの判定がなされ（ステップＳ５）、この判定結果がＹＥＳであれば、三角測量推定位置αと時系列推定位置Ωは同一の第１障害物Ｂ１と判断され（ステップＳ６）、ステップＳ５の判定結果がＮＯであれば、虚像排除処理、つまり三角測量推定位置αと時系列推定位置Ωは同一の第１障害物Ｂ１ではなく、三角測量推定位置αは虚像と判断されて時系列推定位置Ωが第１障害物Ｂ１であると検知される（ステップＳ７）。

また、ステップＳ６，Ｓ７の処理を経た後、比較手段５により、三角測量推定位置βと時系列推定位置θとの距離（ずれ）が予め設定された閾値Ｄｂより小さいか否かの判定がなされ（ステップＳ８）、この判定結果がＹＥＳであれば、三角測量推定位置βと時系列推定位置θは同一の第２障害物Ｂ２と判断され（ステップＳ９）、ステップＳ８の判定結果がＮＯであれば上記したステップＳ７と同様の虚像排除処理、つまり三角測量推定位置βと時系列推定位置θは同一の第２障害物Ｂ２ではなく、三角測量推定位置βは虚像と判断されて時系列推定位置θが第２障害物Ｂ２であると検知され（ステップＳ１０）、その後、上記したステップＳ９の処理を経た場合とともに動作は終了する。

したがって、上記した実施形態によれば、直接検知センサ、間接検知センサとして使用するＰセンサ１ａおよびＱセンサ１ｂの測距データに基づき三角測量推定位置導出手段３より導出される三角測量推定位置と、センサ１ａ，１ｂごとに時系列推定位置導出手段４により導出される時系列推定位置との距離が、それぞれ所定の閾値よりも大きいか小さいかが比較手段５により比較され、比較の結果、所定の閾値よりも小さければ当該三角測量推定位置と当該時系列推定位置とは同一障害物と判断され、大きければ当該三角測量推定位置は虚像で当該時系列推定位置が障害物であると判断手段６により判断されるため、従来、三角測量法のみでは検知できなかった複数の障害物を確実に検知することができ、障害物検知の信頼性を向上することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した実施形態では、直接検知センサおよび間接検知センサとして、２つのＰセンサ１ａ、Ｑセンサ１ｂのうち一方を直接検知センサ、他方を間接検知センサとして計測し、次に直接検知センサと間接検知センサを入れ替えて計測する場合について説明したが、センサは２個に限定されるものではなく、３個以上のセンサ構成かのうち２個の組み合わせにより適応してもよい。

また、上記した実施形態では、自車両Ｃの前部にセンサ１ａ，１ｂを設けた場合について説明したが、自車両Ｃの後部に設けた場合であっても本発明を同様に実施することができる。

１ａ …Ｐセンサ
１ｂ …Ｑセンサ
３ …三角測量推定位置導出手段
４ …時系列推定位置導出手段
５ …比較手段
６ …判断手段
Ｃ …自車両
α，β …三角測量推定位置
Ω，θ …時系列推定位置

Claims

自車両周辺を複数の直接検知センサおよび間接検知センサにより所定の計測時間ごとに探査して障害物までの距離を計測し前記障害物の位置を検知する障害物検知装置において、
前記各センサによる測距データに基づき三角測量法により前記障害物の位置を推定して三角測量推定位置を導出する三角測量推定位置導出手段と、
前記各センサごとに、現在時刻における当該センサの位置を中心とし、現在時刻における当該センサで計測した前記障害物までの第１計測距離を半径とする円弧と、現在時刻よりも１回の前記計測時間前における当該センサの位置を中心とし、現在時刻よりも１回の前記計測時間前における当該センサで計測した前記障害物までの第２計測距離を半径とする円弧とが重なる点を前記障害物の時系列推定位置として導出する時系列推定位置導出手段と、
前記三角測量推定位置導出手段により導出される前記三角測量推定位置と、前記各センサごとに前記時系列推定位置導出手段により導出される前記時系列推定位置との距離がそれぞれ所定の閾値よりも大きいか小さいかを比較する比較手段と、
前記比較手段により、前記距離が前記所定の閾値よりも小さければ当該三角測量推定位置と当該時系列推定位置とは同一障害物と判断し、大きければ当該三角測量推定位置は虚像で当該時系列推定位置が障害物であると判断する判断手段と
を備えることを特徴とする障害物検知装置。