JPH10153659A - Collision-preventing device for vehicle - Google Patents
Collision-preventing device for vehicleInfo
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- JPH10153659A JPH10153659A JP8326064A JP32606496A JPH10153659A JP H10153659 A JPH10153659 A JP H10153659A JP 8326064 A JP8326064 A JP 8326064A JP 32606496 A JP32606496 A JP 32606496A JP H10153659 A JPH10153659 A JP H10153659A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は車両用衝突防止装置
に係り、特に車両に搭載して走行領域での障害物を検知
して障害物への車両衝突を未然に防止するための車両用
衝突防止装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a collision preventing device for a vehicle, and more particularly to a vehicle collision preventing device mounted on a vehicle to detect an obstacle in a traveling area and prevent the vehicle from colliding with the obstacle. It relates to a prevention device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、予め路面に誘導線を敷設し、そ
の誘導線から出力される誘導信号を検出しながら誘導線
に沿って定められた走路を自動的に走行する電磁誘導式
無人搬送車（特公平４−６７６４１号公報）や、道路上
に敷設された白線と搬送台車との相対変位量をＣＣＤカ
メラで検出し、この相対変位量に基づき搬送台車を白線
に沿って走行させる車両用自動運転装置（特開平４−２
７３３１号）などが無人搬送台車の自動運転システムと
して知られている。2. Description of the Related Art In general, an electromagnetic induction type automatic guided vehicle which lays a guide line on a road surface in advance and automatically runs on a predetermined road along the guide line while detecting a guide signal output from the guide line. (Japanese Patent Publication No. 4-67641) or for a vehicle that detects the relative displacement between a white line laid on a road and a transport trolley with a CCD camera and moves the transport trolley along the white line based on the relative displacement. Automatic driving device (Japanese Patent Laid-Open No. 4-2
No. 7331) is known as an automatic driving system for an automatic guided vehicle.
【０００３】また、誘導線を走行基準線の全ラインに敷
設することはコスト面で制約があったり、誘導線の上を
車両等が通行することにより断線故障があるなどして不
都合が多いため、走行基準線に磁石からなる標識体を一
定間隔で埋設し、これを検知しながら走行誘導するシス
テムが提案されている（特開平３−１７７９０５号公
報）。これは磁石を定間隔をおいて埋設した走行経路を
形成し、個々の磁石の磁力を検出することによって位置
ずれを算出するセンサを車体に取付けるようにしてい
る。そして、車体には方位センサを設け、隣接磁石間で
予め設定された方位情報との偏差を算出することによっ
て、目的の経路に沿って自動走行させるようにしたもの
である。In addition, laying a guide line on all of the reference lines is inconvenient because there are restrictions in terms of cost and there is a disconnection failure due to a vehicle or the like passing over the guide line. A system has been proposed in which a marker made of a magnet is buried at a constant interval in a traveling reference line, and the traveling is guided while detecting this (Japanese Patent Laid-Open No. 3-177905). In this method, a traveling path in which magnets are embedded at regular intervals is formed, and a sensor for calculating a displacement by detecting a magnetic force of each magnet is attached to the vehicle body. An azimuth sensor is provided on the vehicle body, and a deviation from azimuth information set in advance between adjacent magnets is calculated, whereby the vehicle is automatically driven along a target route.
【０００４】ところで、自動走行の無人搬送台車では、
上述のような規定された走行経路に沿って移動する際
に、走行経路上に障害物の存在を認めたときには自動停
止などの処理を行わせることが重要であり、このための
車両用衝突防止装置が設けられている。この種の衝突防
止装置として従来から超音波を照射する超音波センサ方
式のものが知られている。これは超音波センサ素子から
パルス状に超音波を照射し、車両の進行方向前方からの
反射波を検出することにより障害物の有無を検知するも
のである。[0004] By the way, in an automatic traveling automatic guided vehicle,
When traveling along the prescribed traveling route as described above, it is important to perform processing such as automatic stop when the presence of an obstacle is recognized on the traveling route. A device is provided. As this type of collision prevention device, an ultrasonic sensor type device that irradiates an ultrasonic wave is conventionally known. This is to detect the presence or absence of an obstacle by irradiating ultrasonic waves in a pulse form from the ultrasonic sensor element and detecting a reflected wave from the front in the traveling direction of the vehicle.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】車両の障害物検知に超
音波センサを送信用として用いる衝突防止装置では、そ
の検知範囲はセンサ位置から遠ざかるにしたがって広が
るが、途中で尻すぼみする形状となる。この広がり方は
センサ素子の口径と超音波の波形によって決定される指
向性とよばれるもので決定される。車両の安全を確保す
るためには、この検知エリアを車両の幅で必要とされる
距離だけ前方に拡大する必要性がある。In a collision prevention apparatus using an ultrasonic sensor for transmitting an obstacle for detecting an obstacle in a vehicle, the detection range is widened as the distance from the sensor is increased, but the shape of the bottom is reduced in the middle. This spread is determined by what is called directivity determined by the aperture of the sensor element and the waveform of the ultrasonic wave. In order to ensure the safety of the vehicle, it is necessary to extend the detection area forward by a distance required by the width of the vehicle.
【０００６】従来の方式は、車両の障害物検知センサと
して用いられる超音波センサを送信用として単体使用す
る構成が一般的となっている。しかし、超音波センサを
単体で用いて検知エリアを車両の幅方向全体で前方に拡
大することは不可能である。これは、車両の幅方向全体
に検知エリアを拡大するために、指向性を低下してセン
サ近傍の死角を無くすると検知距離が短くなり、逆に検
知距離を前方に伸ばそうと指向性を高くするとセンサ近
傍の死角が大きくできてしまうという相反性があるから
である。このため、超音波センサを回転させて発射方向
を前方の検知エリアを扇状に走査させることも考えられ
るが、レーザ等の場合と異なり、反射信号の時間的な遅
れが検知遅れとなって実質的な障害物検知をなすことが
できなくなる問題がある。[0006] In the conventional system, an ultrasonic sensor used as an obstacle detecting sensor of a vehicle is generally used alone for transmission. However, it is impossible to use a single ultrasonic sensor to extend the detection area forward in the entire width direction of the vehicle. This is because if the directivity is reduced and the blind spot near the sensor is eliminated in order to expand the detection area in the entire width direction of the vehicle, the detection distance will be shortened, and conversely if the directivity is increased to extend the detection distance forward, This is because there is a reciprocity that the blind spot near the sensor can be increased. For this reason, it is conceivable to rotate the ultrasonic sensor to scan the detection area ahead in a fan shape in the emission direction, but unlike the case of a laser or the like, a time delay of the reflected signal becomes a detection delay and is substantially reduced. There is a problem that it is not possible to perform an accurate obstacle detection.
【０００７】本発明は、上記従来の問題点に着目し、超
音波センサを用いて車両の幅方向の全体領域で、障害物
を検知するに必要な車両の近傍の検知と同時に、車両の
運行上必要な前方障害物を検知する距離まで検知エリア
を拡大することができる車両用衝突防止装置を提供する
ことを目的とする。また、特にセンサ近傍と障害物を検
出すべきセンサ遠方の目標検出距離位置の２点だけに着
目して超音波センサによる検出効果を得ることができる
ようにした車両衝突防止装置を提供することを目的とし
ている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention focuses on the above-mentioned conventional problems, and uses an ultrasonic sensor to detect the vicinity of a vehicle necessary for detecting an obstacle in the entire area in the width direction of the vehicle, and at the same time to operate the vehicle. It is an object of the present invention to provide a vehicular collision prevention device capable of expanding a detection area to a distance required for detecting a required front obstacle. It is also an object of the present invention to provide a vehicle collision prevention device that can obtain a detection effect of an ultrasonic sensor by focusing only on two points, that is, a target detection distance position in the vicinity of a sensor and a distant sensor to detect an obstacle. The purpose is.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る車両用衝突防止装置は、第１に、車両
の進行方向に超音波を発射するセンサを取り付けて障害
物を検出する車両用衝突防止装置において、前記センサ
を車両幅方向に超音波導波管の開口を連接させて複数配
列するとともに、障害物検知目標距離で発射超音波が相
互に干渉するようにセンサ間隔を設定したことを特徴と
するものである。In order to achieve the above object, a vehicle collision prevention apparatus according to the present invention firstly detects an obstacle by mounting a sensor which emits ultrasonic waves in the traveling direction of a vehicle. In the vehicle collision prevention device, a plurality of the sensors are arranged by connecting the openings of the ultrasonic waveguides in the vehicle width direction, and the sensor interval is set so that the emitted ultrasonic waves interfere with each other at the obstacle detection target distance. It is characterized by having been set.
【０００９】第２には、車両の進行方向に超音波を発射
するセンサを取り付けて障害物を検出する車両用衝突防
止装置において、前記センサを車両幅方向に超音波導波
管の開口を連接させて複数配列するとともに、障害物検
知目標距離で発射超音波が相互に干渉するようにセンサ
間隔を設定し、各センサに対する同時送信回路と同時受
信回路を設けたことを特徴としている。これらの場合に
おいて、前記センサ間隔は各送信または受信素子までの
行路差が発射超音波の波長よりも充分小さく設定すれば
よい。Secondly, in a vehicle collision prevention device for detecting an obstacle by mounting a sensor for emitting ultrasonic waves in the traveling direction of the vehicle, the sensor is connected to the opening of the ultrasonic waveguide in the vehicle width direction. In addition, a plurality of arrays are arranged, sensor intervals are set such that emitted ultrasonic waves interfere with each other at an obstacle detection target distance, and a simultaneous transmission circuit and a simultaneous reception circuit for each sensor are provided. In these cases, the sensor interval may be set so that the path difference to each transmitting or receiving element is sufficiently smaller than the wavelength of the emitted ultrasonic wave.
【００１０】[0010]
【作用】上記構成によれば、超音波センサを車両幅方向
に発射超音波が干渉する間隔に複数配列してアレイ化さ
せ、超音波導波管の開口を連接させるとともに、あまり
指向性の鋭くないセンサ素子からの発射超音波が障害物
検知をすべきセンサ遠方の目標位置にて互いに干渉させ
るようにセンサ間隔を設定したことによって全体のセン
サ口径の大きさを実質的に大きくし、かつ全体の指向性
を向上させることができる。これにより、車両近傍の障
害物の検知が可能となると共に、ほぼセンサ幅を保った
まま検知距離を前方に拡大することができる。また、各
センサに対する同時送信回路と同時受信回路を設け、発
射する超音波の干渉を利用して検出することができるの
で、車両の幅方向の全体にわたり車両近傍と車両の遠方
位置で共に死角のない状態での障害物検出が可能となる
のである。According to the above construction, a plurality of ultrasonic sensors are arranged in an array at intervals at which emitted ultrasonic waves interfere with each other in the vehicle width direction to form an array. The sensor interval is set so that the ultrasonic waves emitted from the sensor elements do not interfere with each other at a target position far away from the sensor where the obstacle is to be detected, thereby substantially increasing the size of the entire sensor aperture, and Can be improved. Accordingly, it is possible to detect an obstacle near the vehicle, and it is possible to increase the detection distance forward while substantially maintaining the sensor width. In addition, since a simultaneous transmission circuit and a simultaneous reception circuit for each sensor are provided and detection can be performed by using the interference of the emitted ultrasonic waves, the blind spot is generated both in the vicinity of the vehicle and in the distant position of the vehicle over the entire width of the vehicle. Obstacle detection can be performed in the absence state.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る車両用衝突
防止装置の具体的実施形態を図面を参照して詳細に説明
する。図１は実施形態に係る車両用衝突防止装置の構成
ブロック図であり、図２は当該装置の正面構成図、図３
はその部分拡大図、図４は超音波センサの断面図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a specific embodiment of a vehicle collision prevention device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram of a vehicle collision prevention device according to an embodiment, FIG. 2 is a front configuration diagram of the device, and FIG.
Is a partially enlarged view of FIG. 4, and FIG. 4 is a sectional view of the ultrasonic sensor.
【００１２】まず、単体の超音波センサは、図４に示し
ているように、箱型センサハウジング１０に超音波セン
サ素子１２を配置して構成されている。図示のように、
箱型センサハウジング１０は矩形容器状とされている
が、その前面下半部に開口部１４を形成した構造となっ
ている。このハウジング開口部１４の上縁には、水平支
持板１６がハウジング内部の上下を仕切る方向に延在形
成されている。そして、この水平支持板１６の上方空間
部にて、ホーン型導波管１８を具備した超音波センサ素
子１２の超音波発射方向が下向きとなるように配置され
ているのである。すなわち、ホーン型導波管１８は管断
面が徐々に拡大するような円錐形状に形成されており、
その基端の小径部に超音波センサ素子１２を配置させて
これがハウジング１０の天板部側に位置するように設定
し、ホーン型導波管１８の先端が前記水平支持板１６に
開口されるように立設させた状態に取付けられている。
したがって、超音波センサ素子１２から発射される超音
波は、箱型センサハウジング１０に対し、その下方に向
けて照射され、水平支持板１６におけるホーン型導波管
１８の開口から出射されるものとなる。First, as shown in FIG. 4, a single ultrasonic sensor is configured by disposing an ultrasonic sensor element 12 in a box-shaped sensor housing 10. As shown,
The box-shaped sensor housing 10 has a rectangular container shape, and has a structure in which an opening 14 is formed in the lower half of the front surface. A horizontal support plate 16 is formed on the upper edge of the housing opening 14 so as to extend in the direction of partitioning the inside of the housing from above and below. Then, in the space above the horizontal support plate 16, the ultrasonic sensor element 12 having the horn-type waveguide 18 is disposed so that the ultrasonic emission direction is downward. That is, the horn-type waveguide 18 is formed in a conical shape such that the tube cross section gradually expands.
The ultrasonic sensor element 12 is arranged at the small diameter portion at the base end thereof and is set so as to be located on the top plate side of the housing 10, and the tip of the horn type waveguide 18 is opened to the horizontal support plate 16. It is mounted in a state where it is erected.
Therefore, the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic sensor element 12 is irradiated to the box-shaped sensor housing 10 downward, and is emitted from the opening of the horn-type waveguide 18 in the horizontal support plate 16. Become.
【００１３】ところで、超音波センサ素子１２の指向性
は上記ホーン型導波管１８の開口部の形状で決定され
る。センサ素子１２からホーン開口部までは超音波を滑
らかに導波するために、開口部の形状が円形であれば上
述のように導波管１８は円錐形状となる。このホーン型
導波管１８の長さは、車両に搭載した場合に、汚れが回
り込まないこと、および超音波の位相を崩さないことを
考え合わせると、できるだけ長い方が望ましく、実施形
態ではセンサ素子１２の口径１０ｍｍ、ホーン開口が３
０ｍｍに対し、ホーン長さを４０ｍｍに設定している。The directivity of the ultrasonic sensor element 12 is determined by the shape of the opening of the horn-type waveguide 18. In order to smoothly guide the ultrasonic wave from the sensor element 12 to the horn opening, if the opening has a circular shape, the waveguide 18 has a conical shape as described above. The length of the horn-type waveguide 18 is desirably as long as possible in consideration of preventing dirt from entering when mounted on a vehicle and preventing the phase of the ultrasonic wave from being destroyed. 12 caliber 10mm, horn opening 3
The horn length is set to 40 mm for 0 mm.
【００１４】一方、前記ハウジング開口部１４における
下縁から前記水平支持板１６に向けて傾斜角４５度に設
定された第１反射板２２が設けられている。これによ
り、ハウジング開口部１４の部分には断面くさび形の空
間部が形成される。第１反射板２２は前記ホーン型導波
管１８の開口に対面しており、超音波センサ素子１２か
ら下方に向けて発射された超音波信号をハウジング開口
部１４から水平方向に角度変換させてハウジング外部に
出射させるものである。これにより、箱型センサハウジ
ング１０の開口部１４側から見た状態では、図２、３に
示すように、ハウジング開口部１４のみが直接的に覗き
見ることができ、超音波センサ素子１２は直接的に視認
することができない。超音波センサ１２は更にくさび形
空間部の上面を形成している水平支持板１６に開口して
いるホーン型導波管１８によって形成された狭隘な通路
の内奥部に配置されることになるのである。上記ホーン
型導波管１８は各センサ素子１２毎に設けられている
が、その開口部１４は直列的に配列されており、センサ
間に位置して障害物が存在した場合でも、超音波検出が
できるようにしている。On the other hand, there is provided a first reflector 22 having an inclination angle of 45 degrees from the lower edge of the housing opening 14 toward the horizontal support plate 16. Thus, a space having a wedge-shaped cross section is formed in the housing opening 14. The first reflection plate 22 faces the opening of the horn-type waveguide 18, and converts an ultrasonic signal emitted downward from the ultrasonic sensor element 12 into an angle in the horizontal direction from the housing opening 14. The light is emitted outside the housing. Thereby, when viewed from the opening 14 side of the box-shaped sensor housing 10, only the housing opening 14 can be directly peeped, as shown in FIGS. Cannot be visually recognized. The ultrasonic sensor 12 is further disposed inside a narrow passage formed by a horn-shaped waveguide 18 opening in a horizontal support plate 16 forming the upper surface of the wedge-shaped space. It is. The horn-type waveguides 18 are provided for each of the sensor elements 12, but the openings 14 are arranged in series, so that even if there is an obstacle between the sensors, it is possible to detect ultrasonic waves. I can do it.
【００１５】ところで、このような超音波センサ素子１
２は無人搬送台車に搭載して、台車進行方向の障害物の
検出に用いられるが、発射した超音波が台車近傍の地表
面によって反射され、地表面を障害物として誤検出する
可能性があるため、この実施形態では前記ハウジング開
口部１４の下縁から外方に延長される第２反射板２４を
設けている。この第２反射板２４はハウジング開口部１
４の前縁を基点として俯角が鋭角となるように設定され
ており、実施形態では約１０度の俯角となるように設定
している。この第２反射板２４により超音波センサ素子
１２から発射される超音波は第１反射板２２を経て水平
方向に出射される際、垂直面に沿う上下の超音波の広が
り角度の下方への広がりが規制され、地表面からの超音
波反射を抑制することができるとともに、第１反射板２
２に反射されない余分な超音波は直接上方に反射させ
て、障害物検出に携わらないようにすることができる。Incidentally, such an ultrasonic sensor element 1
2 is mounted on an automatic guided vehicle and used for detecting obstacles in the traveling direction of the truck, but the emitted ultrasonic waves are reflected by the ground surface near the truck, and there is a possibility that the ground surface is erroneously detected as an obstacle. For this reason, in this embodiment, a second reflector 24 extending outward from the lower edge of the housing opening 14 is provided. The second reflection plate 24 is connected to the housing opening 1.
The depression angle is set to be an acute angle with the leading edge of No. 4 as a base point, and in the embodiment, the depression angle is set to be approximately 10 degrees. When the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic sensor element 12 by the second reflection plate 24 are emitted in the horizontal direction through the first reflection plate 22, the ultrasonic waves spread downward along the vertical plane below the spread angle of the ultrasonic waves. Is controlled, and the ultrasonic reflection from the ground surface can be suppressed.
Excessive ultrasonic waves not reflected by 2 can be reflected directly upward so as not to be involved in obstacle detection.
【００１６】なお、前述した超音波センサ素子１２はホ
ーン型導波管１８に取付けられているが、素子１２自体
の周囲をプラスチックゴム２６により囲繞している。筐
体に直接超音波センサ素子１２を固定すると、素子の共
振に悪影響を及ぼすので、これを防止するためである。
したがって、保持部材としては共振機能に影響を及ぼさ
なければプラスチックゴム２６以外の弾性体を用いるこ
とができる。The above-described ultrasonic sensor element 12 is mounted on the horn-type waveguide 18, but the element 12 itself is surrounded by a plastic rubber 26. If the ultrasonic sensor element 12 is directly fixed to the housing, the resonance of the element is adversely affected.
Therefore, an elastic body other than the plastic rubber 26 can be used as the holding member as long as it does not affect the resonance function.
【００１７】また、超音波センサ素子１２は送信用セン
サ素子１２Ｔと受信用センサ素子１２Ｒが準備されるた
め、図２に示すように、一対の送受信センサ１２Ｔ、１
２Ｒのペアが直線的に車両の幅方向に沿って連続して複
数配列される。共通の箱型センサハウジング１０用いる
場合には、各センサ間の仕切板を設けておく。As the ultrasonic sensor element 12 is provided with a transmitting sensor element 12T and a receiving sensor element 12R, as shown in FIG.
A plurality of 2R pairs are linearly and continuously arranged along the width direction of the vehicle. When the common box-shaped sensor housing 10 is used, a partition plate between the sensors is provided.
【００１８】上記超音波センサ１２の配列は発射される
超音波が相互に干渉する間隔となるように設定される。
まず、箱型センサハウジング１０に下向きのホーン型導
波管１８を用い、その開口部１４を連接するように構成
ているため超音波の波源の口径が拡大されて車両近傍の
障害物検出を適正に行わせると共に、指向性のあまり良
くない超音波センサ素子１２に障害物検知センサとして
の適正な指向性を与えるようにしている。The arrangement of the ultrasonic sensors 12 is set so that the intervals between the emitted ultrasonic waves interfere with each other.
First, the horn-shaped waveguide 18 is used for the box-shaped sensor housing 10 and the opening 14 is connected to the box-shaped sensor housing 10. Therefore, the aperture of the ultrasonic wave source is enlarged, and the detection of obstacles near the vehicle is appropriate. In addition, the ultrasonic sensor element 12 having poor directivity is given an appropriate directivity as an obstacle detection sensor.
【００１９】一般に波が波源から伝わっていく時の波の
広がりが指向性であるが、これには通常、半値幅が定義
され、波の振幅の二乗が最も大きい箇所の半分になると
ころの角度Θで示される（図５）。この角度Θは、Generally, the spread of a wave as it travels from a wave source is the directivity. This is generally defined by the half width and the angle at which the square of the amplitude of the wave is half of the maximum point. Θ (FIG. 5). This angle Θ
【数１】Θ＝７０＊λ[mm]／ｄ[mm] で示される。ｄは波源の口径で、λは波長である。１ = 70 * λ [mm] / d [mm] d is the aperture of the wave source, and λ is the wavelength.
【００２０】実施形態ではセンサ素子１２の口径を１０
ｍｍとし、ホーン型導波管１８によって口径が３０ｍｍ
になるように拡大している。いま４０ｋＨｚの超音波を
発射すると、指向性は次のようになる。In the embodiment, the diameter of the sensor element 12 is set to 10
mm, and the diameter is 30 mm by the horn type waveguide 18.
It is expanding to become. If an ultrasonic wave of 40 kHz is now emitted, the directivity is as follows.
【数２】Θ＝７０＊１０[mm]／３０[mm]＝２３[°] したがって、超音波センサ素子１２による指向性が２３
[°]となり、一般に無人搬送台車に要求される検知距離
２ｍに対して適正な範囲となっている。２ = 70 * 10 [mm] / 30 [mm] = 23 [°] Therefore, the directivity of the ultrasonic sensor element 12 is 23.
[°], which is an appropriate range for the detection distance of 2 m generally required for the automatic guided vehicle.
【００２１】このような指向性をもつ超音波センサ１２
からの発射超音波は、最終的に箱形センサハウジング１
０の開口部１４から出射するが、この開口部１４からの
出射超音波が相互に干渉するようにセンサ１２を配列し
ている。実施形態では、単一のセンサ１２に対応するハ
ウジング開口部１４は６０mm×６０mmの矩形開口として
形成され、この開口部１４が互いに隣接するように直列
に配列し、送信超音波センサ素子１２Ｔ同士の間隔は１
２０mmに設定し、これらと交互配置となるよう受信用超
音波センサ素子１２Ｒを設定している。The ultrasonic sensor 12 having such directivity
From the box-shaped sensor housing 1
The sensor 12 is arranged such that the ultrasonic waves emitted from the opening 14 interfere with each other. In the embodiment, the housing opening 14 corresponding to the single sensor 12 is formed as a rectangular opening of 60 mm × 60 mm, and the openings 14 are arranged in series so as to be adjacent to each other. The interval is 1
The receiving ultrasonic sensor element 12R is set to be 20 mm and arranged alternately.
【００２２】この配列は次の様な観点からなされてい
る。衝突防止のために、特にセンサ近傍と障害物を検出
すべきセンサ遠方の目標検出距離位置の２点だけに着目
して超音波センサによる検出効果を得ることができるよ
うにしているのである。すなわち、実施形態では、障害
物の大きさについて、最低１００[mm]の幅をもつものと
仮定している。送受信間隔は６０[mm]となっているの
で、ホーン型導波管１８による単素子の指向性が２３
[°]と鋭くない場合にも、充分センサ近傍の障害物を死
角無しに検知することができる。This arrangement is made from the following viewpoints. In order to prevent a collision, the detection effect of the ultrasonic sensor can be obtained by focusing attention only on two points, that is, a target detection distance position in the vicinity of the sensor and a distant sensor to detect an obstacle. That is, in the embodiment, it is assumed that the obstacle has a width of at least 100 [mm]. Since the transmission / reception interval is 60 [mm], the directivity of a single element by the horn-type waveguide 18 is 23.
Even when the angle is not as sharp as [°], an obstacle near the sensor can be sufficiently detected without a blind spot.
【００２３】実際に超音波の干渉によって指向性がよく
なる部分は、センサから遠い位置（2[m]付近）である。
既に各センサ素子はホーン型導波管１８によって２３
[°]の指向性をもっているので、その中間のエリアつま
り１[m]程度の領域は考慮していない。これに対して２
[m]の箇所に障害物があった場合、そこからの各送信
（受信）素子までの行路差は波長（１０[mm]）よりも充
分小さくなるように複数配列するのである。このとき、
信号の位相は一致し波動の重ね合わせの原理によって、
信号強度が増大する（指向性の向上）。よって相対的に
検知エリアの遠くの信号強度が持上がるので、前述され
るようなセンサ遠方の検知エリアが実現される。したが
って、センサ間の行路差が超音波の波長よりも充分小さ
い範囲となるように、その行路差以内に収まる範囲で各
送信（受信）素子を数個（３〜８個）あれば充分であ
る。The part where the directivity is actually improved by the interference of ultrasonic waves is at a position far from the sensor (around 2 [m]).
Each sensor element is already 23
Since it has a directivity of [°], an intermediate area, that is, an area of about 1 [m] is not considered. 2
When there is an obstacle at the point [m], a plurality of arrays are arranged so that the path difference from the obstacle to each transmitting (receiving) element is sufficiently smaller than the wavelength (10 [mm]). At this time,
The phases of the signals match and the principle of superposition of the waves
The signal strength increases (improvement of directivity). Therefore, the signal strength of the detection area relatively far increases, so that the detection area far from the sensor as described above is realized. Therefore, several (3 to 8) transmitting (receiving) elements are sufficient within the range of the path difference so that the path difference between the sensors is sufficiently smaller than the wavelength of the ultrasonic wave. .
【００２４】したがって、センサ１２の近傍、およびセ
ンサ１２の遠方（障害物を発見するのに適正な距離）の
２点にだけ注目して障害物を発見することができ、中間
領域での検出は可能であるものの、位相を調整する等の
厳密な検出機能までは要求しないようにしている。これ
により超音波を用いた効率的な障害物検知が可能とな
り、的確な衝突防止機能をもたせることができる。セン
サ遠方の検出目標位置が２[m]以上の遠方に設定された
場合には、センサの指向性を鋭くし、センサ間隔を大き
く設定すればよい。この場合でもセンサ導波間の開口１
４が連接されるようにして車両の近傍障害物の検出機能
を確保しつつ、センサ間隔は目標設定距離位置で信号の
干渉が生じるように設定すればよく、各センサ素子の間
隔が目標物までの超音波の行路差が波長の１／４以下と
なるようにすることが望ましい。Therefore, an obstacle can be found by focusing only on two points near the sensor 12 and far from the sensor 12 (an appropriate distance for finding an obstacle). Although possible, it does not require a strict detection function such as adjusting the phase. As a result, efficient obstacle detection using ultrasonic waves becomes possible, and an accurate collision prevention function can be provided. When the detection target position far from the sensor is set to a distance of 2 [m] or more, the directivity of the sensor may be sharpened and the sensor interval may be set large. Even in this case, the opening 1 between the sensor waveguides
4, the sensor interval may be set so that signal interference occurs at a target set distance position while ensuring the function of detecting an obstacle in the vicinity of the vehicle by connecting the sensor elements 4 to each other. It is desirable that the path difference of the ultrasonic wave is not more than 1/4 of the wavelength.
【００２５】なお、実施形態では上記構成に加えて反射
板２２、２４を設けて下向きに発射される超音波を水平
方向に角度変換することで超音波センサ素子１２が外部
に直接露出することを防止しつつ、障害物検知が可能な
ように水平方向に向けて出射するが、特に実施形態では
ホーン型導波管１８の近傍に第１反射２２を設け、これ
により反射しきれない残りの超音波は第２反射板２４に
より上向きに反射させて検出に寄与させないものとしつ
つ、地表面側からの反射を検出することによる誤検出を
防止できるようにしている。図４は当該実施形態の上下
方向の指向性を示しており、図示のように、下方のサイ
ドローブが抑圧されており効果があることを明示してい
る。In the embodiment, in addition to the above configuration, the reflection plates 22 and 24 are provided to convert the ultrasonic waves emitted downward into a horizontal angle, so that the ultrasonic sensor element 12 is directly exposed to the outside. The light is emitted in the horizontal direction so that obstacle detection can be performed while preventing the light. In the embodiment, the first reflection 22 is provided in the vicinity of the horn-type waveguide 18. The sound wave is reflected upward by the second reflection plate 24 so as not to contribute to the detection, and erroneous detection due to the reflection from the ground surface side can be prevented. FIG. 4 shows the directivity in the vertical direction of the present embodiment, and clearly shows that the lower side lobe is suppressed as shown in FIG.
【００２６】上記センサ構造を有する車両用衝突防止装
置は、図１に示すように、超音波センサ素子１２に対す
る同時送信回路と同時受信回路を設けている。これは車
両に搭載してコントローラ３０の送信回路３２から供給
される送信信号を発生させ、これを送信信号用大出力ア
ンプ３４を介し、当該アンプ３４に直列に接続した複数
の送信用超音波センサ素子１２Ｔに送り、各センサ１２
Ｔが同時に励起させるように構成している。一方、コン
トローラ３０の受信回路３６は複数の受信用超音波セン
サ素子１２Ｒからの信号を同時受信するが、このため各
受信用超音波センサ素子１２Ｒからの受信信号を一旦加
算器３８に入力させ、加算信号としての受信信号を受信
信号用アンプ４０により増幅して受信回路３６に取り込
むようにしている。コントローラ３０では、送信パルス
と受信パルスから車両の進行方向に位置する障害物の有
無を検出し、ある一定の閾値を基準として障害物の存在
を判別し、必要に応じて車両の制動操作や障害物存在の
表示や鳴動などの衝突防止処理を各機器に行わせる。As shown in FIG. 1, the vehicular collision prevention device having the above-described sensor structure is provided with a simultaneous transmission circuit and a simultaneous reception circuit for the ultrasonic sensor element 12. This is mounted on a vehicle to generate a transmission signal supplied from a transmission circuit 32 of the controller 30, and a plurality of transmission ultrasonic sensors connected in series to the amplifier 34 via a transmission signal large output amplifier 34. To each element 12T
T is simultaneously excited. On the other hand, the receiving circuit 36 of the controller 30 simultaneously receives signals from the plurality of receiving ultrasonic sensor elements 12R. For this reason, the receiving signal from each receiving ultrasonic sensor element 12R is once input to the adder 38, The reception signal as an addition signal is amplified by the reception signal amplifier 40 and taken into the reception circuit 36. The controller 30 detects the presence / absence of an obstacle located in the traveling direction of the vehicle from the transmission pulse and the reception pulse, determines the presence of the obstacle based on a certain threshold value, and performs the braking operation of the vehicle or the obstacle if necessary. Each device performs a collision prevention process such as displaying the presence of an object or sounding.
【００２７】このように構成された実施形態に係る車両
用衝突防止装置では、超音波センサ素子をアレイ化し、
あまり指向性の鋭くないセンサ素子１２の出射口を連接
させ、また検出目標距離においてお互いに干渉させるこ
とによって、全体のセンサ口径の大きさを大きくし、全
体の指向性を上げているため、車両の幅方向のセンサ幅
を保ったままで検知距離を無人走行車両が必要とする検
知距離（２ｍ）まで伸ばすことができる。このとき、全
てのセンサ素子１２は同時送信、同時受信構成とし、超
音波の干渉を利用することができる。In the vehicle collision prevention device according to the embodiment having the above-described configuration, the ultrasonic sensor elements are arrayed,
By connecting the emission ports of the sensor elements 12 with less directivity and making them interfere with each other at a detection target distance, the size of the entire sensor aperture is increased and the overall directivity is increased. The detection distance can be extended to the detection distance (2 m) required by the unmanned traveling vehicle while maintaining the width of the sensor in the width direction. At this time, all the sensor elements 12 have a simultaneous transmission and a simultaneous reception configuration, and can utilize ultrasonic interference.
【００２８】このシミュレーションの結果を図６、７に
示す。図６は周波数４０ｋＨｚ、センサ口径３０mm、送
受信の間隔は６０mmで、共にセンサ素子１２Ｔ、１２Ｒ
が１つずつの場合の信号強度の分布図である。図７は図
６に示したセンサ素子１２を送受信共に１２０mmの間隔
をおいて複数（送信用受信用各８個）配置したものであ
る。図の白いエリアが検知エリアとなる。これによれ
ば、実施形態の車両用衝突防止装置では、車両の幅方向
の全体にわたって必要検知距離までの障害物の有無を確
実に検出することができ、衝突防止効果にすぐれたもの
とすることができる。FIGS. 6 and 7 show the results of this simulation. FIG. 6 shows a frequency of 40 kHz, a sensor aperture of 30 mm, a transmission / reception interval of 60 mm, and both sensor elements 12T and 12R.
FIG. 4 is a distribution diagram of signal strength when each of them is one. FIG. 7 shows a configuration in which a plurality of sensor elements 12 shown in FIG. 6 are arranged at intervals of 120 mm for transmission and reception (8 for transmission and reception). The white area in the figure is the detection area. According to this, in the vehicle collision prevention device of the embodiment, it is possible to reliably detect the presence or absence of an obstacle up to the required detection distance over the entire width direction of the vehicle, and to have an excellent collision prevention effect. Can be.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前記センサを車両幅方向に超音波導波管の開口を連接さ
せて複数配列するとともに、障害物検知目標距離で発射
超音波が相互に干渉するようにセンサ間隔を設定したこ
とにより、超音波センサの開口を実質的に車幅方向に拡
大し、検知距離を車両進行方向の前方領域に拡大するこ
とが可能となる。また、各センサに対する同時送信回路
と同時受信回路を設けているため、発射する超音波の干
渉を利用して検出することができるので、車両の幅方向
の全体にわたり死角のない状態での障害物検出が可能と
なる効果が得られる。As described above, according to the present invention,
A plurality of the sensors are arranged by connecting the openings of the ultrasonic waveguides in the vehicle width direction, and the sensor interval is set so that the emitted ultrasonic waves interfere with each other at an obstacle detection target distance, so that the ultrasonic sensor Can be substantially expanded in the vehicle width direction, and the detection distance can be expanded to the front region in the vehicle traveling direction. In addition, since a simultaneous transmission circuit and a simultaneous reception circuit are provided for each sensor, detection can be performed by using the interference of the emitted ultrasonic waves. An effect that enables detection can be obtained.
【図１】実施形態に係る車両衝突防止装置の概略構成図
である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle collision prevention device according to an embodiment.
【図２】同装置のアレイ化された超音波センサの正面図
である。FIG. 2 is a front view of an arrayed ultrasonic sensor of the apparatus.
【図３】図２の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;
【図４】超音波センサの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the ultrasonic sensor.
【図５】実施形態に係る装置の用いる超音波センサによ
る水平面指向性の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of horizontal plane directivity by an ultrasonic sensor used in the device according to the embodiment.
【図６】単一の超音波センサの信号強度の分布図であ
る。FIG. 6 is a distribution diagram of signal intensity of a single ultrasonic sensor.
【図７】実施形態に係る装置のアレイ化された超音波セ
ンサの信号強度の分布図である。FIG. 7 is a distribution diagram of signal intensity of the arrayed ultrasonic sensors of the device according to the embodiment.
１０ 箱型センサハウジング １２ 超音波センサ素子 １４ ハウジング開口部 １６ 水平支持板 １８ ホーン型導波管 ２２ 第１反射板 ２４ 第２反射板 ２６ プラスチックゴム ３０ コントローラ ３２ 送信回路 ３４ 送信信号用大出力アンプ ３６ 受信回路 ３８ 加算器 ４０ 受信信号用アンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Box type sensor housing 12 Ultrasonic sensor element 14 Housing opening 16 Horizontal support plate 18 Horn type waveguide 22 1st reflection plate 24 2nd reflection plate 26 Plastic rubber 30 Controller 32 Transmission circuit 34 Large output amplifier for transmission signal 36 Receiving circuit 38 Adder 40 Receive signal amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０１Ｓ 7/52 Ａ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G08G 1/16 G01S 7/52 A
Claims (3)
サを取り付けて障害物を検出する車両用衝突防止装置に
おいて、前記センサを車両幅方向に超音波導波管の開口
を連接させて複数配列するとともに、障害物検知目標距
離で発射超音波が相互に干渉するようにセンサ間隔を設
定したことを特徴とする車両用衝突防止装置。1. A vehicle collision prevention device for detecting an obstacle by attaching a sensor for emitting ultrasonic waves in a traveling direction of a vehicle, wherein the sensors are connected to a plurality of openings of an ultrasonic waveguide in a vehicle width direction. A collision prevention device for a vehicle, wherein the sensors are arranged such that the ultrasonic waves emitted from the sensors are arranged to interfere with each other at an obstacle detection target distance.
サを取り付けて障害物を検出する車両用衝突防止装置に
おいて、前記センサを車両幅方向に超音波導波管の開口
を連接させて複数配列するとともに、障害物検知目標距
離で発射超音波が相互に干渉するようにセンサ間隔を設
定し、各センサに対する同時送信回路と同時受信回路を
設けたことを特徴とする車両用衝突防止装置。2. An anti-collision device for a vehicle for detecting an obstacle by attaching a sensor for emitting an ultrasonic wave in a traveling direction of a vehicle, wherein said sensor is connected to a plurality of openings of an ultrasonic waveguide in a vehicle width direction. A collision prevention device for a vehicle, wherein the sensors are arranged, the sensor intervals are set so that emitted ultrasonic waves interfere with each other at an obstacle detection target distance, and a simultaneous transmission circuit and a simultaneous reception circuit are provided for each sensor.
までの行路差が発射超音波の波長よりも充分小さく設定
したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両衝
突防止装置。3. The vehicle collision prevention device according to claim 1, wherein the sensor interval is set such that a path difference between each transmitting or receiving element is sufficiently smaller than a wavelength of the emitted ultrasonic wave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326064A JPH10153659A (en) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | Collision-preventing device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326064A JPH10153659A (en) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | Collision-preventing device for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153659A true JPH10153659A (en) | 1998-06-09 |
Family
ID=18183714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8326064A Pending JPH10153659A (en) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | Collision-preventing device for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10153659A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537057A (en) * | 2001-07-30 | 2004-12-09 | ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト | Method and apparatus for determining stationary and / or moving objects |
| JP2007255924A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Denso Corp | Protective member of ultrasonic sensor |
| JP5634400B2 (en) * | 2009-06-15 | 2014-12-03 | 三菱電機株式会社 | Obstacle detection device and obstacle detection method |
| US9274223B2 (en) | 2010-04-20 | 2016-03-01 | Robert Bosch Gmbh | System for determining the distance from and the direction to an object |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8326064A patent/JPH10153659A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004537057A (en) * | 2001-07-30 | 2004-12-09 | ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト | Method and apparatus for determining stationary and / or moving objects |
| JP2007255924A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Denso Corp | Protective member of ultrasonic sensor |
| JP5634400B2 (en) * | 2009-06-15 | 2014-12-03 | 三菱電機株式会社 | Obstacle detection device and obstacle detection method |
| US9274223B2 (en) | 2010-04-20 | 2016-03-01 | Robert Bosch Gmbh | System for determining the distance from and the direction to an object |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010802 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040924 |