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WO2011145140A1 - 障害物検知装置 - Google Patents

障害物検知装置 Download PDF

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WO2011145140A1
WO2011145140A1 PCT/JP2010/003363 JP2010003363W WO2011145140A1 WO 2011145140 A1 WO2011145140 A1 WO 2011145140A1 JP 2010003363 W JP2010003363 W JP 2010003363W WO 2011145140 A1 WO2011145140 A1 WO 2011145140A1
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WO
WIPO (PCT)
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transmission
time
obstacle
timing
reflected wave
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2010/003363
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English (en)
French (fr)
Inventor
井上悟
鈴木涼太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to CN201080066532.5A priority patent/CN102870005B/zh
Priority to PCT/JP2010/003363 priority patent/WO2011145140A1/ja
Priority to JP2012515641A priority patent/JP5128006B2/ja
Priority to DE112010005571.8T priority patent/DE112010005571B4/de
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    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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    • G01S2015/938—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the present invention relates to an obstacle detection device in which ultrasonic sensors as distance sensors are installed on the front, rear, left and right surfaces of a vehicle to improve the detection cycle without deteriorating the reliability of obstacle detection around the vehicle.
  • the conventional obstacle detection device in order to avoid erroneous detection due to electric noise, it is determined that an obstacle has been detected twice in the same position (direction and distance) and recognized as an obstacle.
  • Patent Document 1 when an ultrasonic pulse is continuously transmitted and a reflected signal having the same pulse width is continuously detected, it is recognized as a reflected signal from an obstacle.
  • Patent Document 2 when ultrasonic pulses are transmitted simultaneously from a plurality of ultrasonic sensors, an area that cannot be detected due to interference of the transmission waves is generated. The sensor does not transmit at the same time.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has improved the detection accuracy of an object moving at a relatively high speed by increasing the transmission period of ultrasonic waves by a plurality of ultrasonic sensors.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the obstacle detection device of the present invention includes a plurality of distance sensors having a transmission / reception function, a transmission / reception control unit that controls the distance sensor to transmit a transmission wave for a predetermined time and detects a reflected wave from the obstacle, and the transmission
  • a time measurement unit that measures a first time from a start timing to a timing at which a reflected wave is detected and a second time from a timing at which the transmission is stopped to a timing at which the reflected wave disappears; the first time;
  • An obstacle determination unit that determines that an obstacle exists if the time difference between the second times is within a predetermined allowable time.
  • the determination time is at least 1 ⁇ 2 times that of the conventional selection technique, and the object moves at a relatively high speed. This has the effect of improving the detection accuracy.
  • FIG. 3 is a timing diagram of transmission / reception of the transmission / reception ultrasonic sensor according to the first embodiment.
  • 4 is a flowchart for explaining the operation of the obstacle detection device according to the first embodiment. 4 is a flowchart for explaining the operation of the obstacle detection device according to the first embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the obstruction detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention in detail.
  • FIG. 3 is a timing diagram of transmission / reception of the transmission / reception ultrasonic sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the structure of the obstruction detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention in detail.
  • FIG. 6 is a timing chart of transmission of a transmission-only ultrasonic sensor and reception of a reception-only ultrasonic sensor according to Embodiment 2.
  • 10 is a flowchart for explaining the operation of the obstacle detection device according to the second embodiment.
  • 10 is a flowchart for explaining the operation of the obstacle detection device according to the second embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the obstruction detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention in detail.
  • FIG. 10 is a timing diagram of transmission / reception of the transmission / reception ultrasonic sensor according to the third embodiment.
  • 10 is a flowchart for explaining the operation of the obstacle detection device according to the third embodiment.
  • 10 is a flowchart for explaining the operation of the obstacle detection device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the obstacle detection device according to the fourth embodiment. It is explanatory drawing of a step-like obstacle and an echo propagation path. It is a timing diagram which shows the relationship between the transmission wave and reflected wave with respect to a step-shaped obstacle. It is a transmission / reception sequence diagram when an obstacle is not detected. It is a transmission / reception sequence diagram when an obstacle is detected.
  • FIG. 1 is a plan view of a vehicle showing an obstacle measurement state.
  • a plurality of transmission / reception ultrasonic sensors 2-1 to 2-n are arranged on the rear end surface of the vehicle 1 to form a horizontal detection area 3 and approach the vehicle.
  • the rear vehicle 4 is detected as an obstacle.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the obstacle detection apparatus according to the first embodiment.
  • the main body control unit 5 to which the transmission / reception ultrasonic sensors 2-1 to 2-n are connected, and the main body control unit 5
  • FIG. 3 is a block diagram showing the main body control unit 5 in detail.
  • the transmission / reception control units 51-1 to 51-n connected to the transmission / reception ultrasonic sensors 2-1 to 2-n and the transmission / reception control unit 51- 1 to 51-n connected to each of time measuring units 52-1 to 52-n and an obstacle determining unit for determining the presence or absence of an obstacle based on the outputs from the time measuring units 52-1 to 52-n 53, a propagation time determination unit 54 that determines the propagation time based on the output of the obstacle determination unit 53, and a transmission wait time determination unit 55 that determines the transmission wait time based on the output of the propagation time determination unit 54. ing.
  • step ST1 ultrasonic waves are transmitted from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-1 for a predetermined time.
  • step ST2 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, echo 1 has been detected. If NO, the process proceeds to step ST8 via step ST29, and if YES, the time measuring unit.
  • step ST3 the time t11 ( ⁇ distance L11) from the start of transmission to the detection of echo occurrence is measured (step ST3), and then the time t12 ( ⁇ distance L12) from the end of transmission to the disappearance of echo 1 is measured (step ST3) Step ST4).
  • step ST5 t11 ⁇ t12 or
  • ⁇ ⁇ t is determined by the obstacle determination unit 53 (step ST5). If NO, the process proceeds to step ST8 via step ST29.
  • the object determination unit 53 determines an obstacle detection position (alerts that two consecutive matches are detected) (step ST6), and determines a transmission waiting time Tx1 (Tx1 ⁇ k ⁇ t11) (step ST7).
  • step ST8 ultrasonic waves are transmitted from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-2 for a predetermined time.
  • step ST9 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, the echo 2 is detected. If NO, the process proceeds to step ST15 via step ST30. If YES, the time measuring unit is detected.
  • a time t21 ( ⁇ distance L21) from the start of transmission to the detection of echo 2 occurrence is measured (step ST10), and thereafter a time t22 from the end of transmission to the disappearance of echo 2 ( ⁇ distance L22) is measured. (Step ST11).
  • step ST12 t21 ⁇ t22 or
  • ⁇ ⁇ t is determined by the obstacle determination unit 53 (step ST12). If NO, the process proceeds to step ST15 via step ST30.
  • the object determination unit 53 determines an obstacle detection position (alerts that two consecutive matches are detected) (step ST13), and determines a transmission waiting time Tx2 (Tx2 ⁇ k ⁇ t21) (step ST14).
  • step ST15 to ST21 and steps ST22 to ST28 are performed. Is repeated.
  • step ST2 to step ST8 step ST9 to step ST15, step ST16 to step ST22, step ST23 to step ST1.
  • the next ultrasonic sensor is activated after a predetermined time through steps ST29 to ST32 in the route to).
  • the determination time is at least 1 ⁇ 2 times that of the conventional prior art. There is an effect of improving the detection accuracy of an object moving at a high speed.
  • FIG. FIG. 6 is a block diagram showing in detail the configuration of the obstacle detection apparatus according to the second embodiment.
  • Obstacle determination unit 59 propagation time determination unit 54 that determines propagation time based on the output of obstacle determination unit 59, and transmission wait time determination unit that determines transmission wait time based on the output of propagation time determination unit 54 55, and the output of the transmission waiting time determination unit 55 is It has configuration and supplied to the obstacle determining unit 59.
  • the obstacle detection device based on the transmission timing of the transmission ultrasonic sensor 7-4 in FIG. 7, the transmission / reception timing diagram of the reception ultrasonic sensors 8-1 to 8-n, and the flowchart in FIG. Will be described.
  • ultrasonic waves are continuously transmitted from the transmission ultrasonic sensor 7-1 (step ST8-1).
  • step ST8-3 the transmission ultrasonic sensor 7- 1 is stopped (step ST8-3), and the time measurement unit 52-1 measures the time t0 ( ⁇ distance L0) from the end of the continuous transmission to the disappearance of the echo 1 (step ST8-4). ).
  • step ST8-5 the transmission waiting time Tx1 (Tx1 ⁇ k (constant) ⁇ t0) is determined (step ST8-5), and after the determination, the transmission ultrasonic sensor 7-1 transmits 1 for a predetermined time (step ST8-6).
  • step ST8-7 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, echo 2 has been detected (step ST8-7). If NO, the process returns to step ST8-1.
  • the time t21 until the occurrence detection ( ⁇ distance L1) is measured (step ST8-8), and then t0 ⁇ t21 or
  • the obstacle determination unit 53 makes an obstacle detection determination (alarm when two consecutive matches occur) (step ST8-10).
  • step ST8-11 the time t22 (distance L2) from the stop of the transmission 1 for a certain time to the disappearance of the echo 2 is measured (step ST8-11), and the transmission waiting time Tx2 (Tx2 ⁇ k (constant) ⁇ t21) is determined (step (ST8-12) After the determination, the transmission ultrasonic sensor 7-1 transmits 2 for a predetermined time (step ST8-13).
  • step ST8-14 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, the echo 3 has been detected (step ST8-14). If NO, the process returns to step ST8-1. If YES, the transmission 2 is started for a certain time. Measure time t31 ( ⁇ distance L3) until detection of echo 3 occurrence (step ST8-15), and then determine whether t22 ⁇ t31 or
  • a time t32 (distance L4) from the stop of transmission 2 for a predetermined time to the disappearance of echo 2 is measured (step ST8-18), and a transmission waiting time Tx3 (Tx3 ⁇ k (constant) ⁇ t31) is determined (step ST8). -19) After the determination, the transmission ultrasonic sensor 7-1 transmits 3 for a predetermined time (step ST8-20).
  • step ST8-21 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, the echo 3 has been detected. If NO, the process returns to step ST8-1. If YES, the transmission 3 starts from a certain time. Time tn-1 ( ⁇ n Ln-1) until the echo n-1 generation is detected is measured (step ST8-22), and then the above transmission / reception and obstacle detection determination operation are repeated (step ST8-23).
  • FIG. 9 is a block diagram showing in detail the configuration of the obstacle detection apparatus according to the third embodiment.
  • the components are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 3, but the connections of the respective components are different. ing. That is, in the third embodiment, the transmission / reception control units 51-1 to 51-n and the time measurement units 52-1 to 52-n and the time measurement units 52-1 to 52-n and the obstacle determination unit 53 are connected. In this configuration, signals are exchanged and the output of the transmission waiting time determination unit 55 is supplied to the obstacle determination unit 53.
  • ultrasonic waves are continuously transmitted from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-1 (step ST11-1).
  • step ST11-2 it is determined whether a reflected wave from the obstacle, that is, echo 1 is detected (step ST11-2). If NO, the process returns to step ST11-1, and if YES, transmission / reception in which echo 1 is detected is detected.
  • the ultrasonic sensor 2-2 is specified, and continuous transmission of ultrasonic waves from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-1 is stopped (step ST11-3).
  • step ST11-4 the time t0 ( ⁇ distance L0) from the end of continuous transmission to the disappearance of echo 1 is measured (step ST11-4).
  • a transmission waiting time Tx1 Tx1 ⁇ k (constant) ⁇ t0) is determined (step ST11-5), and after the determination, transmission 1 is performed from the transmission ultrasonic sensor 2-2 for a predetermined time (step ST11-6).
  • step ST11-7 it is determined whether a reflected wave from the obstacle, that is, echo 2 is detected (step ST11-7). If NO, the process returns to step ST11-1, and if YES, transmission / reception in which echo 2 is detected is detected.
  • the ultrasonic sensor 2-3 is specified, and the time t21 ( ⁇ distance L1) from the start of transmission 2 to the detection of the occurrence of echo 2 is measured (step ST11-8), and then t0 ⁇ t21 or
  • the transmission waiting time Tx2 (Tx2 ⁇ k (constant) ⁇ t21) is determined (step ST11-12). After the transmission waiting time Tx2, the transmission / reception ultrasonic sensor 2-3 transmits 2 for a predetermined time (step ST11-13). ).
  • step ST11-14 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, the echo 3 is detected (step ST11-14). If NO, the process returns to step ST11-1, and if YES, the transmission / reception detecting the echo 3 is performed.
  • the ultrasonic sensor 2-n-1 is specified, and the time t31 ( ⁇ distance L3) from the start of transmission 2 for a predetermined time until the detection of the occurrence of echo 3 is measured (step ST11-15), and then t22 ⁇ t31 or
  • a transmission waiting time Tx3 (Tx3 ⁇ k (constant) ⁇ t31) is determined (step ST11-19), and after the transmission waiting time Tx3, transmission / reception is performed 3 from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-n-1 (step ST11). -20).
  • step ST11-21 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, the echo n-1 is detected. If NO, the process returns to step ST11-1, and if YES, the echo n-1 is detected.
  • the transmission / reception ultrasonic sensor 2n that has detected the above is specified, and the time tn-1 ( ⁇ distance Ln-1) from the start of transmission 3 for a certain period of time to the detection of the occurrence of echo n-1 is measured (step ST11-22).
  • the transmission / reception and obstacle detection determination operation are repeated (step ST11-23).
  • Embodiment 4 The configuration of the fourth embodiment shown in FIG. 12 is the same as that of the third embodiment, except that a transmission / reception ultrasonic sensor that detects an obstacle is identified and continuously transmitted / received until no obstacle is detected. .
  • ultrasonic waves are continuously transmitted from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-1 (step ST12-1).
  • the ultrasonic sensor 2-2 is specified, and continuous transmission of ultrasonic waves from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-1 is stopped (step ST12-3).
  • step ST12-4 the time t0 from the end of continuous transmission until the disappearance of Echo 1 is measured (step ST12-4).
  • a transmission waiting time Tx1 (Tx1 ⁇ k (constant) ⁇ t0) is determined (step ST12-5), and after the transmission waiting time Tx1, transmission 1 is transmitted 1 from the transmission / reception ultrasonic sensor 2-2 for a predetermined time (step ST12-6). ).
  • step ST12-7 it is determined whether a reflected wave from the obstacle, that is, echo 2 is detected (step ST12-7). If NO, the process returns to step ST12-1, and if YES, transmission / reception in which echo 2 is detected is detected.
  • the ultrasonic sensor 2-3 is specified, the time t21 from the start of transmission 1 to the detection of echo 2 occurrence is measured (step ST12-8), and then it is determined whether t0 ⁇ t21 (step ST12-9). If there is, the process returns to step ST12-1, and if YES, the obstacle determination unit 53 makes an obstacle detection determination (alerts that two consecutive matches occur) (step ST12-10).
  • step ST12-11 Measure time t22 from transmission 1 stop for a certain period of time to disappearance of echo 2 (step ST12-11).
  • the transmission waiting time Tx2 (Tx2 ⁇ k (constant) ⁇ t21) is determined (step ST12-12), and after the transmission waiting time Tx2, the transmission / reception ultrasonic sensor 2-3 transmits 2 for a predetermined time (step ST12-13). ).
  • step ST12-14 it is determined whether the reflected wave from the obstacle, that is, the echo 3 is detected (step ST12-14). If NO, the process returns to step ST11-1, and if YES, the transmission / reception detecting the echo 3 is performed.
  • the ultrasonic sensor 2-n-1 is specified, and the time t31 from the start of transmission 2 for a predetermined time to the detection of the occurrence of echo 3 is measured (step ST12-15). Thereafter, the above transmission / reception and obstacle detection determination operation are repeated ( Step ST12-16).
  • the transmission / reception ultrasonic sensor that detects the obstacle is specified, and the transmission / reception is continuously performed until the obstacle is not detected. .
  • the ultrasonic waves output from the transmission / reception ultrasonic sensor are the first surface 10 a and the second surface of the obstacle. Reflected from 10b and incident on the transmitting / receiving ultrasonic sensor.
  • the echo disappearance timing is set to a timing at which the maximum value of the reflected wave becomes a certain level or a certain ratio or less. As a result, the closest approach position to the uneven obstacle can be detected accurately.
  • FIG. 15 shows a transmission / reception sequence of a plurality of transmission / reception ultrasonic sensors in order to detect a wide range at high speed. It is possible to do so, and the detection area is widened accordingly.
  • Table 1 the transmission / reception sequence when no obstacle is detected is shown in Table 1.
  • transmission / reception ultrasonic sensor 2-2 transmits, the other transmission / reception ultrasonic sensors 2-1 and 2-3 to 2-n-1, 2-
  • the other transmission / reception ultrasonic sensors 2-1, 2-2, 2-n-1, 2-n are sequentially switched as reception.
  • FIG. 16 shows a transmission / reception sequence when an obstacle is detected, as shown in Table 2.
  • the transmission / reception ultrasonic sensor 2-2 transmits, other transmission / reception ultrasonic sensors 2-1, 2-3 to 2-n-1 , 2-n is received and transmitted by the transmitting / receiving ultrasonic sensor 2-3, the other transmitting / receiving ultrasonic sensors 2-1, 2-2, 2-n-1, 2-n are sequentially switched so as to receive.
  • the transmission / reception ultrasonic sensor 2-3 continues transmission, and the other transmission / reception ultrasonic sensors 2-1, 2-2, 2-n-1, 2-n continue to receive,
  • the transmission / reception ultrasonic sensor 2-n-1 switches to transmission, and the other transmission / reception ultrasonic sensors 2-1 to 2-3, 2-n are switched to reception.
  • the time from the start of transmission to the occurrence of echo and the time from the end of transmission to the disappearance of the echo have been described.
  • the effect of is obtained.
  • the ultrasonic sensor is used as the distance sensor.
  • the distance sensor is a light or radio wave system, the same effect can be obtained.
  • the obstacle detection device since the obstacle detection device according to the present invention performs obstacle detection by two measurements based on the transmission timing and disappearance timing of the reflected wave, the determination time is at least 1/2 times that of the conventional method. Thus, there is an effect of improving the detection accuracy of an object moving at a relatively high speed, which is suitable for use in a vehicle.

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Abstract

　距離センサを制御して一定時間送信波を送信させ、この送信開始タイミングから反射波を検知したタイミングまでの第１の時間および前記送信を停止したタイミングから反射波が消失したタイミングまでの第２の時間を計測し、前記第１の時間と前記第２の時間の時間差が予め定めた許容時間以内であれば障害物が存在すると判定することで、判定時間は従来の先行技術に比べて少なくとも１／２倍になり、比較的高速で移動する物体の検知確度を向上させる。

Description

障害物検知装置
　この発明は、車両の前後、左右の各面に距離センサとしての超音波センサを設置し、車両周辺の障害物検知の信頼性を低下することなく検知周期を向上する障害物検知装置に関する。
　従来の障害物検知装置では、電気的なノイズによる誤検知を避けるため、２回連続して同じ位置（方向と距離）に障害物を検知したことを判定し障害物と認識している。
　例えば、特許文献１に記載された先行技術では、超音波パルスを連続送信し、連続して同じパルス幅の反射信号を検知した時に障害物からの反射信号と認識している。
　また、特許文献２に記載された先行技術では、複数の超音波センサから同時に超音波パルスを送信すると、送信波が干渉し検知不能なエリアが発生するので、送信波が干渉する隣り合う超音波センサは同時に送信しないようにしている。
特許第１９７４０４０号公報 特開２００６－２９８２６６号公報
　上記の先行技術では、外来音響ノイズでの誤動作を回避するため、超音波を複数回、一定周期で送信し、複数回の反射波の出現時間が一致した場合に障害物が存在すると判定している。よって、障害物の判定が遅れるという課題があった。また、送信頻度および判定時間の時間間隔を短くできないため、早く移動する障害物に対しては、見落としが発生する可能性があり、特に、この点はセンサ数が多くなると顕著に現れるという課題があった。
　この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、複数の超音波センサによる超音波の送信周期を高め、比較的高速で移動する物体の検知確度を向上させた障害物検知装置を提供することを目的とする。
　この発明の障害物検知装置は、送受信機能を有する複数の距離センサと、前記距離センサを制御して一定時間送信波を送信させ、障害物からの反射波を検知する送受信制御部と、上記送信開始タイミングから反射波を検知したタイミングまでの第１の時間および上記送信を停止したタイミングから反射波が消失したタイミングまでの第２の時間を計測する時間計測部と、上記第１の時間と上記第２の時間の時間差が予め定めた許容時間以内であれば障害物が存在すると判定する障害物判定部とを備えたものである。
　この発明によれば、反射波の送信タイミングと消失タイミングで２回の計測が可能になるので、判定時間は従来の選考技術に比べて少なくとも１／２倍になり、比較的高速で移動する物体の検知確度を向上させる効果がある。
障害物の検知状態を示す車両の平面図である。 この発明の実施の形態１に係る障害物検知装置の概要を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る障害物検知装置の構成を詳細に示すブロック図である。 実施の形態１に係る送受信超音波センサの送受信のタイミング図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る障害物検知装置の構成を詳細に示すブロック図である。 実施の形態２に係る送信専用超音波センサの送信と受信専用超音波センサの受信とのタイミング図である。 実施の形態２に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係る障害物検知装置の構成を詳細に示すブロック図である。 実施の形態３に係る送受信超音波センサの送受信のタイミング図である。 実施の形態３に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態３に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態４に係る障害物検知装置の動作を説明するフローチャートである。 階段状の障害物とエコー伝播経路の説明図である。 階段状の障害物に対する送信波と反射波の関係を示すタイミング図である。 障害物を検知しない時の送受信シーケンス図である。 障害物を検知した時の送受信シーケンス図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は障害物の計測状態を示す車両の平面図であり、車両１の後端面に複数の送受信超音波センサ２－１～２－ｎを配置して水平検知エリア３を形成し、接近する後方の車両４を障害物として検知する。
　図２は第１の実施の形態に係る障害物検知装置の概要を示すブロック図であり、送受信超音波センサ２－１～２－ｎが接続された本体制御部５と、この本体制御部５からの出力により警報・表示を行う警報・表示部６等からなる。
　図３は本体制御部５を詳細に示すブロック図であり、送受信超音波センサ２－１～２－ｎのそれぞれに接続された送受信制御部５１－１～５１－ｎと、送受信制御部５１－１～５１－ｎのそれぞれに接続された時間計測部５２－１～５２－ｎと、時間計測部５２－１～５２－ｎからの出力に基づいて障害物の有無を判定する障害物判定部５３と、障害物判定部５３の出力に基づいて伝播時間を判定する伝播時間判定部５４と、伝播時間判定部５４の出力に基づいて送信待ち時間を判定する送信待ち時間判定部５５とを備えている。
　以下、図４の送受信超音波センサの送受信のタイミング図および図５のフローチャートに基づいて実施の形態１に係る障害物検知装置の動作について説明する。まず、送受信超音波センサ２－１から一定時間超音波を送信する（ステップＳＴ１）。ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー１が検知されたかを判断し（ステップＳＴ２）、ＮＯであれば、ステップＳＴ２９を経由してステップＳＴ８に移行し、ＹＥＳであれば、時間計測部５２－１で送信開始からエコー発生検知までの時間ｔ１１（∝距離Ｌ１１）を計測し（ステップＳＴ３）、しかる後、送信終了からエコー１の消失までの時間ｔ１２（∝距離Ｌ１２）を計測する（ステップＳＴ４）。
　ついで、ｔ１１≒ｔ１２または│ｔ１１－ｔ１２│≦Δｔを障害物判定部５３で判断し（ステップＳＴ５）、ＮＯであれば、ステップＳＴ２９を経由してステップＳＴ８に移行し、ＹＥＳであれば、障害物判定部５３で障害物検知位置判定（２回連続一致すると警報）し（ステップＳＴ６）、送信待ち時間Ｔｘ１（Ｔｘ１≒ｋ×ｔ１１）を判定する（ステップＳＴ７）。
　そして、送受信超音波センサ２－２から一定時間超音波を送信する（ステップＳＴ８）。ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー２が検知されたかを判断し（ステップＳＴ９）、ＮＯであれば、ステップＳＴ３０を経由してステップＳＴ１５に移行し、ＹＥＳであれば、時間計測部５２－２で送信開始からエコー２発生検知までの時間ｔ２１（∝距離Ｌ２１）を計測し（ステップＳＴ１０）、しかる後、送信終了からエコー２の消失までの時間ｔ２２（∝距離Ｌ２２）を計測する（ステップＳＴ１１）。
　ついで、ｔ２１≒ｔ２２または│ｔ２１－ｔ２２│≦Δｔを障害物判定部５３で判定し（ステップＳＴ１２）、ＮＯであれば、ステップＳＴ３０を経由してステップＳＴ１５に移行し、ＹＥＳであれば、障害物判定部５３で障害物検知位置判定（２回連続一致すると警報）し（ステップＳＴ１３）、送信待ち時間Ｔｘ２（Ｔｘ２≒ｋ×ｔ２１）を判定する（ステップＳＴ１４）。
　以下、送受信超音波センサ２－２から送受信超音波センサ２－３、送受信超音波センサ２－３から送受信超音波センサ２－ｎに切り替えて、ステップＳＴ１５～ステップＳＴ２１、ステップＳＴ２２～ステップＳＴ２８の動作を繰り返すものである。なお、エコーを検知できない、つまり障害物がないときは送信待ち時間Ｔｘ１（～Ｔｘｎ）を判定できないので、ステップＳＴ２からステップＳＴ８（ステップＳＴ９からステップＳＴ１５、ステップＳＴ１６からステップＳＴ２２、ステップＳＴ２３からステップＳＴ１）に至る経路におけるステップＳＴ２９～ステップＳＴ３２を経て一定時間後に次の超音波センサを起動させる。
　以上のように実施の形態１によれば、反射波の出現タイミングと消失タイミングで２回の計測が可能になるので、判定時間は従来の先行技術に比べて少なくとも１／２倍になり、比較的高速で移動する物体の検知確度を向上させる効果がある。
実施の形態２．
　図６は実施の形態２に係る障害物検知装置の構成を詳細に示すブロック図であり、送信超音波センサ７－１に接続された送信制御部５６－１と受信超音波センサ８－１～８－ｎのそれぞれに接続された受信制御部５７－１～５７－ｎと、受信制御部５７－１～５７－ｎのそれぞれに接続された時間計測部５８－１～５８－ｎと、送信制御部５６－１を介して送信超音波センサ７－１に対し送信指令と送信停止指令を行うとともに、時間計測部５８－１～５８－ｎからの出力に基づいて障害物の有無を判定する障害物判定部５９と、障害物判定部５９の出力に基づいて伝播時間を判定する伝播時間判定部５４と、伝播時間判定部５４の出力に基づいて送信待ち時間を判定する送信待ち時間判定部５５とを備え、この送信待ち時間判定部５５の出力を障害物判定部５９に供給する構成となっている。
　以下、図７の送信超音波センサ７－４の送信タイミングと受信超音波センサ８－１～８－ｎの送受信のタイミング図および図８のフローチャートに基づいて実施の形態２に係る障害物検知装置の動作について説明する。まず、送信超音波センサ７－１から連続して超音波を送信する（ステップＳＴ８－１）。ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー１が検知されたかを判断し（ステップＳＴ８－２）、ＮＯであれば、ステップＳＴ８－１に戻り、ＹＥＳであれば、送信超音波センサ７－１からの超音波の連続送信を停止し（ステップＳＴ８－３）、時間計測部５２－１で連続送信終了からエコー１の消失までの時間ｔ０（∝距離Ｌ０）を計測する（ステップＳＴ８－４）。
　ついで、送信待ち時間Ｔｘ１（Ｔｘ１≒ｋ（定数）×ｔ０）を判定し（ステップＳＴ８－５）、判定後、送信超音波センサ７－１から一定時間送信１する（ステップＳＴ８－６）。ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー２が検知されたかを判断し（ステップＳＴ８－７）、ＮＯであれば、ステップＳＴ８－１に戻り、ＹＥＳであれば、送信開始からエコー２の発生検知までの時間ｔ２１（∝距離Ｌ１）を計測し（ステップＳＴ８－８）、しかる後、ｔ０≒ｔ２１または│ｔ０－ｔ２１│≦Δｔを判定し（ステップＳＴ８－９）、ＮＯであれば、ステップＳＴ８－１に戻り、ＹＥＳであれば、障害物判定部５３で障害物検知判定（２回連続一致すると警報）を行う（ステップＳＴ８－１０）。
　ついで、一定時間送信１停止からエコー２の消失までの時間ｔ２２（∝距離Ｌ２）を計測し（ステップＳＴ８－１１）、送信待ち時間Ｔｘ２（Ｔｘ２≒ｋ（定数）×ｔ２１）を判定し（ステップＳＴ８－１２）、判定後、送信超音波センサ７－１から一定時間送信２する（ステップＳＴ８－１３）。
　ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー３が検知されたかを判断し（ステップＳＴ８－１４）、ＮＯであれば、ステップＳＴ８－１に戻り、ＹＥＳであれば、一定時間送信２開始からエコー３発生検知までの時間ｔ３１（∝距離Ｌ３）を計測し（ステップＳＴ８－１５）、しかる後、ｔ２２≒ｔ３１または│ｔ２２－ｔ３１│≦Δｔを判定し（ステップＳＴ８－１６）、ＮＯであれば、ステップＳＴ８－１に戻り、ＹＥＳであれば、障害物判定部５３で障害物検知判定（２回連続一致すると警報）する（ステップＳＴ８－１７）。
　ついで、一定時間送信２停止からエコー２の消失までの時間ｔ３２（∝距離Ｌ４）計測し（ステップＳＴ８－１８）、送信待ち時間Ｔｘ３（Ｔｘ３≒ｋ（定数）×ｔ３１）を判定し（ステップＳＴ８－１９）、判定後、送信超音波センサ７－１から一定時間送信３する（ステップＳＴ８－２０）。
　ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー３が検知されたかを判断し（ステップＳＴ８－２１）、ＮＯであれば、ステップＳＴ８－１に戻り、ＹＥＳであれば、一定時間送信３開始からエコーｎ－１発生検知までの時間ｔｎ－１（∝距離Ｌｎ－１）を計測し（ステップＳＴ８－２２）、以後、上記の送受信と障害物検知判断動作を繰り返す（ステップＳＴ８－２３）。
　以上のように実施の形態２によれば、障害物が検知されるまでは、最初は連続波を送信し常時障害物を監視するので、従来の一定周期の間欠検知に比べて障害物検知の応答速度が速くなる。外来ノイズでの誤動作を避けるための複数回確認速度も向上する効果がある。
実施の形態３．
　図９は実施の形態３に係る障害物検知装置の構成を詳細に示すブロック図であり、その構成要素は図３に示した実施の形態１と同じであるが、各構成要素の接続が異なっている。すなわち、この実施の形態３では、送受信制御部５１－１～５１－ｎと時間計測部５２－１～５２－ｎ、時間計測部５２－１～５２－ｎと障害物判定部５３との間で信号のやり取りを行い、障害物判定部５３に送信待ち時間判定部５５の出力を供給する構成となっている。
　以下、図１０の送受信超音波センサの送受信のタイミング図および図１１のフローチャートに基づいて実施の形態３に係る障害物検知装置の動作について説明する。まず、送受信超音波センサ２－１から連続して超音波を送信する（ステップＳＴ１１－１）。ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー１が検知されたかを判断し（ステップＳＴ１１－２）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１１－１に戻り、ＹＥＳであれば、エコー１を検知した送受信超音波センサ２－２を特定し、上記の送受信超音波センサ２－１からの連続した超音波の送信を停止する（ステップＳＴ１１－３）。
　しかる後、連続送信終了からエコー１の消失までの時間ｔ０（∝距離Ｌ０）を計測する（ステップＳＴ１１－４）。ついで、送信待ち時間Ｔｘ１（Ｔｘ１≒ｋ（定数）×ｔ０）を判定し（ステップＳＴ１１－５）、判定後、送信超音波センサ２－２から一定時間送信１する（ステップＳＴ１１－６）。
　ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー２が検知されたかを判断し（ステップＳＴ１１－７）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１１－１に戻り、ＹＥＳであれば、エコー２を検知した送受信超音波センサ２－３を特定し、送信２開始からエコー２発生検知までの時間ｔ２１（∝距離Ｌ１）を計測し（ステップＳＴ１１－８）、しかる後ｔ０≒ｔ２１または│ｔ０－ｔ２１│≦Δｔを判定し（ステップＳＴ１１－９）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１１－１に戻り、ＹＥＳであれば、障害物判定部５３で障害物検知判定（２回連続一致すると警報）する（ステップＳＴ１１－１０）。
　一定時間送信１停止からエコー２の消失までの時間ｔ２２（∝距離Ｌ２）を計測する（ステップＳＴ１１－１１）。ついで、送信待ち時間Ｔｘ２（Ｔｘ２≒ｋ（定数）×ｔ２１）を判定し（ステップＳＴ１１－１２）、送信待ち時間Ｔｘ２後、送受信超音波センサ２－３から一定時間送信２する（ステップＳＴ１１－１３）。
　ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー３が検知されたかを判断し（ステップＳＴ１１－１４）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１１－１に戻り、ＹＥＳであれば、エコー３を検知した送受信超音波センサ２－ｎ－１を特定し、一定時間送信２開始からエコー３発生検知までの時間ｔ３１（∝距離Ｌ３）を計測し（ステップＳＴ１１－１５）、しかる後ｔ２２≒ｔ３１または│ｔ２２－ｔ３１│≦Δｔを判定し（ステップＳＴ１１－１６）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１１－１に戻り、ＹＥＳであれば、障害物判定部５３で障害物検知判定（２回連続一致すると警報）する（ステップＳＴ１１－１７）。
　一定時間送信２停止からエコー３の消失までの時間ｔ３２（∝距離Ｌ４）を計測する（ステップＳＴ１１－１８）。ついで、送信待ち時間Ｔｘ３（Ｔｘ３≒ｋ（定数）×ｔ３１）を判定し（ステップＳＴ１１－１９）、送信待ち時間Ｔｘ３後、送受信超音波センサ２－ｎ－１から一定時間送信３する（ステップＳＴ１１－２０）。
　ついで、障害物からの反射波、つまり、エコーｎ－１が検知されたかを判断し（ステップＳＴ１１－２１）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１１－１に戻り、ＹＥＳであれば、エコーｎ－１を検知した送受信超音波センサ２ｎを特定し、一定時間送信３開始からエコーｎ－１発生検知までの時間ｔｎ－１（∝距離Ｌｎ－１）を計測し（ステップＳＴ１１－２２）、以降、上記の送受信と障害物検知判定動作を繰り返す（ステップＳＴ１１－２３）。
　以上のように、実施の形態３によれば、連続波を送信し常時障害物を監視するので、実施の形態２と同様の効果が得られる。
実施の形態４.
　図１２に示す実施の形態４の構成は実施の形態３と同じであるが、障害物を検知した送受信超音波センサを特定し、障害物を検知しなくなるまで連続送受信するようにした点が異なる。まず、送受信超音波センサ２－１から連続して超音波を送信する（ステップＳＴ１２－１）。ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー１が検知されたかを判断し（ステップＳＴ１２－２），ＮＯであれば、ステップＳＴ１２－１に戻り、ＹＥＳであれば、エコー１を検知した送受信超音波センサ２－２を特定し、上記の送受信超音波センサ２－１からの連続した超音波の送信を停止する（ステップＳＴ１２－３）。
　しかる後、連続送信終了からエコー１の消失までの時間ｔ０を計測する（ステップＳＴ１２－４）。ついで、送信待ち時間Ｔｘ１（Ｔｘ１≒ｋ（定数）×ｔ０）を判定し（ステップＳＴ１２－５）、送信待ち時間Ｔｘ１後、送受信超音波センサ２－２から一定時間送信１する（ステップＳＴ１２－６）。
　ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー２が検知されたかを判断し（ステップＳＴ１２－７）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１２－１に戻り、ＹＥＳであれば、エコー２を検知した送受信超音波センサ２－３を特定し、送信１開始からエコー２発生検知までの時間ｔ２１を計測し（ステップＳＴ１２－８）、しかる後ｔ０≒ｔ２１かを判定し（ステップＳＴ１２－９）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１２－１に戻り、ＹＥＳであれば、障害物判定部５３で障害物検知判定（２回連続一致すると警報）する（ステップＳＴ１２－１０）。
　一定時間送信１停止からエコー２の消失までの時間ｔ２２を計測する（ステップＳＴ１２－１１）。ついで、送信待ち時間Ｔｘ２（Ｔｘ２≒ｋ（定数）×ｔ２１）を判定し（ステップＳＴ１２－１２）、送信待ち時間Ｔｘ２後、送受信超音波センサ２－３から一定時間送信２する（ステップＳＴ１２－１３）。
　ついで、障害物からの反射波、つまり、エコー３が検知されたかを判断し（ステップＳＴ１２－１４）、ＮＯであれば、ステップＳＴ１１－１に戻り、ＹＥＳであれば、エコー３を検知した送受信超音波センサ２－ｎ－１を特定し、一定時間送信２開始からエコー３発生検知までの時間ｔ３１を計測し（ステップＳＴ１２－１５）、以降、上記の送受信と障害物検知判定動作を繰り返す（ステップＳＴ１２－１６）。
　以上のように、実施の形態４によれば、障害物を検知した送受信超音波センサを特定し、障害物を検知しなくなるまで連続送受信するので、障害物検知の応答速度が速くなる効果がある。
　図１３は送受信超音波センサに対向する障害物１０が前後に段差ΔＬを有すものである場合、送受信超音波センサから出力された超音波は障害物の第１の面１０ａと第２の面１０ｂから反射して送受信超音波センサに入射する。この場合、図１４に示すように、第１の面１０ａが送受信超音波センサに近いので、第２の面１０ｂからの反射より早く検知できる。
　この場合、エコーの消失タイミングは反射波の最大値の一定レベルあるいは一定割合以下になったタイミングとする。これによって、凹凸の障害物に対して最接近位置を正確に検出することができる。
　図１５は広範囲を高速で検知するために複数の送受信超音波センサの送受信シーケンスを示すもので、例えば、送受信超音波センサ２－２，２－３の送信波が干渉しないエリアの場合は同時に送信することが可能であり、それだけ検知エリアが広くなる。障害物を検知しない時の送受信シーケンスは表１に示すように、送受信超音波センサ２－２の送信時は他の送受信超音波センサ２－１，２－３～２－ｎ－１，２－ｎが受信、送受信超音波センサ２－３の送信時は他の送受信超音波センサ２－１，２－２，２－ｎ－１，２－ｎが受信のように順次切り替える。このように構成することで、少ない送受信超音波センサで広範囲の検出エリアを実現できる。
　図１６は障害物を検知した時の送受信シーケンスは表２に示すように、送受信超音波センサ２－２の送信時は他の送受信超音波センサ２－１，２－３～２－ｎ－１，２－ｎが受信、送受信超音波センサ２－３の送信時は他の送受信超音波センサ２－１，２－２，２－ｎ－１，２－ｎが受信のように順次切り替える。そして、障害物が検知されると、送受信超音波センサ２－３が送信、他の送受信超音波センサ２－１，２－２，２－ｎ－１，２－ｎが受信の状態を続け、反射波が検知できなくなった場合は、送受信超音波センサ２－ｎ－１が送信、他の送受信超音波センサ２－１～２－３，２－ｎが受信に切り替わる。このように構成することで、上記図１５の場合と同様に、少ない送受信超音波センサで広範囲の検出エリアを実現できる。
　なお、上記の各実施の形態では、送信開始からエコー発生までの時間と送信終了からエコーの消失までの時間を対比して説明したが、この時間から換算した距離を対比させるようにしても同様の効果が得られるものである。
　また、図示の実施の形態では、距離センサとして超音波センサを用いて説明したが、距離センサとしては光、電波方式であっても同一の作用効果が得られる。
　以上のように、この発明に係る障害物検知装置は、反射波の送信タイミングと消失タイミングによる２回の計測で障害物検知を行うので、判定時間は従来方式に比べて少なくとも１／２倍になり、比較的高速で移動する物体の検知確度を向上させる効果があり、車両に用いるのに適している。

Claims (9)

  1. 　送受信機能を有する複数の距離センサと、前記距離センサを制御して一定時間送信波を送信させ、障害物からの反射波を検知する送受信制御部と、前記送信開始タイミングから反射波を検知したタイミングまでの第１の時間および前記送信を停止したタイミングから反射波が消失したタイミングまでの第２の時間を計測する時間計測部と、前記第１の時間と前記第２の時間の時間差が予め定めた許容時間以内であれば障害物が存在すると判定する障害物判定部とを備えた障害物検知装置。
  2. 　距離センサの次の一定時間幅での送信開始時間は一定あるいは計測時間に一定の係数を乗じて定めることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
  3. 　距離センサを制御して一定時間送信波を送信させた後、反射波を検知できない時は予め定めた一定時間後に距離センサの次の送信を開始することを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
  4. 　反射波の検知タイミングと消失タイミングの時間差が予め定めた範囲内の場合は反射波と認識することを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
  5. 　反射波の消失タイミングは反射波の最大値の一定レベルあるいは一定割合以下になったタイミングとすることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
  6. 　障害物に向けて送信波を送信する１以上の第１の距離センサと、前記障害物からの反射波を検知する１以上の第２の距離センサと、前記第１の距離センサのうちの一つを制御して送信波を連続送信させる送信制御部と、前記第２の距離センサの一つが障害物からの反射波を検知する受信制御部と、前記反射波を検知するタイミングで前記送信した第１の距離センサによる送信波の連続送信を停止させ、前記送信波の連続送信を停止したタイミングから前記検知した一つの第２の距離センサで前記反射波が消失したタイミングで前記障害物の検知と前記障害物までの第３の時間を計測する時間計測部と、前記計測時間の計測後、一定時間での送信波を前記第１の距離センサのうちの一つから送信させ、この送信開始タイミングから反射波を検知したタイミングまでの第１の時間および前記送信を停止したタイミングから反射波が消失したタイミングまでの第２の時間を計測し、前記第３の時間と前記第１の時間あるいは該第１の時間と第２の時間が予め定めた許容時間以内であれば障害物が存在すると判定する障害物判定部とを備えた障害物検知装置。
  7. 　距離センサの次の一定時間幅での送信開始時間は一定あるいは計測時間に一定の係数を乗じて定めることを特徴とする請求項６記載の障害物検知装置。
  8. 　距離センサから次の一定時間での送信開始時間は、距離センサを制御して一定時間送信波を送信させた後、反射波を検知できない時は予め定めた一定時間後に次の一定時間での送信波の送信を開始することを特徴とする請求項６記載の障害物検知装置。
  9. 　車両前方、後方あるいは側方に設置した複数の距離センサのうち、送信専用距離センサおよび受信専用距離センサは、障害物を検知するまでは、順次送信および受信機能を切り替える機能を備えたことを特徴とする請求項６記載の障害物検知装置。
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