障害物検知装置
【課題】 設置の自由度がより高い障害物検知装置を提供すること。
【解決手段】 障害物検知装置１において、車体表面に取り付けられており、自らが放射した放射波の反射波を受信可能な送受信部１０１と、送受信部１０１により放射波が放射された第１の時刻と、反射波が受信された第２の時刻とに基づいて、障害物の存在を少なくとも検出する信号処理部１０２と、信号処理部の検出結果に基づいて、車両の周囲に障害物が存在することを出力する出力部１０４とを備える。ここで、出力部１０４は、車両をスケールダウンした車両モデル１０５と、車両モデル１０５において、送受信部１０１の取り付け位置に相当する箇所に取り付けられており、信号処理部１０２による検出結果に基づいて発光する発光素子を有する発光部１０６とを含む。
【解決手段】 障害物検知装置１において、車体表面に取り付けられており、自らが放射した放射波の反射波を受信可能な送受信部１０１と、送受信部１０１により放射波が放射された第１の時刻と、反射波が受信された第２の時刻とに基づいて、障害物の存在を少なくとも検出する信号処理部１０２と、信号処理部の検出結果に基づいて、車両の周囲に障害物が存在することを出力する出力部１０４とを備える。ここで、出力部１０４は、車両をスケールダウンした車両モデル１０５と、車両モデル１０５において、送受信部１０１の取り付け位置に相当する箇所に取り付けられており、信号処理部１０２による検出結果に基づいて発光する発光素子を有する発光部１０６とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検知装置に関し、より特定的には、車両に搭載され、車両の周囲に存在する障害物を検知して、その存在を運転者に通知する障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような障害物検知装置は、例えばレーザレーダ又はカメラのセンシング結果に基づいて、車両に対する周囲の障害物の位置を視覚的に表す画像情報を作成する。このような画像情報は、車両内に設置される液晶ディスプレイのような表示装置に表示される。表示装置に表示されるのは、具体的には、上方向から見下ろした車両の周囲画像に障害物のマークを重畳したものであったり、車両の斜め上方から見た時の車両の周囲画像に、障害物のマークを重畳したものであったりする。
【特許文献１】特開平８−４８１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述から明らかなように、従来の障害物検知装置では、画像を表示する表示装置が必要となる。しかしながら、車両の室内は相対的に狭いので、表示装置を設置する位置は制限される。その結果、視線をかなり移動させなければ、画像情報を観ることができないという問題点があった。
【０００４】
それ故に、本発明の目的は、設置の自由度がより高い障害物検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の第１の局面は、車両の周囲に存在しうる障害物を検知する障害物検知装置であって、車体表面に取り付けられており、自らが放射した放射波の反射波を受信可能な送受信部と、送受信部により放射波が放射された第１の時刻と、反射波が受信された第２の時刻とに基づいて、障害物の存在を少なくとも検出する信号処理部と、信号処理部の検出結果に基づいて、車両の周囲に障害物が存在することを出力する出力部とを備える。ここで、出力部は、車両をスケールダウンした車両モデルと、車両モデルにおいて、送受信部の取り付け位置に相当する箇所に取り付けられており、信号処理部による検出結果に基づいて発光する発光素子を有する発光部とを含む。
【０００６】
また、発光部は好ましくは、送受信部の取り付け位置を基準として、車両モデルの周囲へと向かって配列される複数の発光素子からなる発光素子アレイを有する。また、信号処理部はさらに、障害物までの距離を算出し、算出した距離に基づいて、発光素子アレイを構成するいずれかの発光素子に第１の駆動信号を与える。さらに、発光素子は、信号処理部から第１の駆動信号が与えられると発光する。
【０００７】
また、障害物検知装置はさらに、車両の現在の方位を検出する方位検出部と、車両が現在前進しているか後退しているかを検出する進行方向検出部と、車両モデルを回転させる回転部とを備える。信号処理部は、送受信部が反射波を受信した場合、方位検出部及び進行方向検出部の検出結果に基づいて、車両モデルの回転量を算出して、回転部に第２の駆動信号を与える。回転部は、信号処理部から第２の駆動信号が与えられると、算出された回転量だけ回転する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両障害物検知装置によれば、発光部が取り付けられた車両モデルから出力部が構成されるので、出力部の設置に関する自由度が向上し、これによって、より運転者が見やすい位置で障害物の存在を通知することが可能となる。
【０００９】
本発明の上記及びその他の目的、特徴、局面及び利点は、以下に述べる本発明の詳細な説明を添付の図面とともに理解したとき、より明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる障害物検知装置１の全体構成を示すブロック図である。図１において、障害物検知装置１は、送受信部１０１と、信号処理部１０２と、制御部１０３と、出力部１０４とを備えている。
【００１１】
送受信部１０１は、車両周囲に存在しうる障害物を検知するために、好ましくは複数個の送受信ユニットを含む。このような送受信ユニットは、典型的には超音波センサ、レーザレーダ、電波レーダ及びパルスレーダに含まれるが、本実施形態では例示的に、送受信ユニットはパルスレーダに含まれるものとして説明を続ける。パルスレーダは、パルス状の電波（以下、パルス電波と称する）の送受信するために、大略的には、送信機、アンテナ及び受信機を含む。この送信機は、パルス電波を生成し、このアンテナは、生成されたパルス電波を空間に放射する。このように放射されたパルス電波の一部がターゲットに照射される。照射されたパルス電波は四方八方に反射するが、反射パルス電波の一部が再びアンテナまで戻ってきて受信される。以上のような送受信ユニットが車体の表面に設置される。本実施形態では例示的に、図２Ａに示すように、６個の送受信ユニットが送受信部１０１として車両に取り付けられる。具体的には、第１の送受信ユニットは、車両のフロントバンパの左端辺りに取り付けられ、車両の左前方に向けてパルス電波を放射する。第２の送受信ユニットは、車両のフロントバンパの中央辺りに取り付けられ、車両の真正面方向に向けてパルス電波を放射する。第３の送受信ユニットは、車両のフロントバンパの右端辺りに取り付けられ、車両の右前方に向けてパルス電波を放射する。第４の送受信ユニットは、車両のリアバンパの左端辺りに取り付けられ、車両の左後方に向けてパルス電波を放射する。第５の送受信ユニットは、車両のリアバンパの中央辺りに取り付けられ、車両の真後ろの方向に向けてパルス電波を放射する。第６の送受信ユニットは、車両のリアバンパの右端辺りに取り付けられ、車両の右後方に向けてパルス電波を放射する。
【００１２】
信号処理部１０２は、送受信部１０１に含まれる送受信ユニットからパルス電波が放射された後、同じ送受信ユニットが反射パルス電波を受信するか否かを判断する。そして、信号処理部１０２は、反射パルス電波を受信した場合、対象となる送受信ユニットがパルス電波を放射する方向に、障害物が存在することを認識し、対象となる送受信ユニットに割り当てられた発光素子（図２Ｂを参照）に駆動信号を与える。
【００１３】
制御部１０３は、予め定められたタイミングで、送受信部１０１に対してパルス電波を放射するよう指示するとともに、パルス電波の放射タイミングを信号処理部１０２に通知する。このような指示に応じて、送受信部１０１に含まれる各送受信ユニットはパルス電波を放射する。また、信号処理部１０２は、制御部１０３からの通知に応答して、各送受信ユニットから反射パルス電波の受信が通知されることを待機する。
【００１４】
出力部１０４は、図２Ｂに示すように、車両モデル１０５と、発光部１０６とを含む。車両モデル１０５は、本障害物検知装置１を搭載する車両のスケールモデルである。ここで、車両モデル１０５のサイズは、設置スペースを考慮して適切な大きさを有する。本実施形態では、車両のダッシュボード上に設置することが可能な程度の大きさ（例えば、車両の１／５０スケール）として説明を続ける。また、車両モデル１０５は、例えば加工のし易さ、製造コスト又は発光状態の視認性を考慮して、好ましくは透明樹脂からなる。
【００１５】
発光部１０６は、車両周囲に存在しうる障害物が車両に対してどの方向に存在するかを運転者の通知するために、上述の送受信ユニットの数に相当する個数の発光素子を含む。発光素子は典型的にはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、前述の駆動信号が与えられると、発光する。以上のような発光素子は、車両モデル１０５の表面に取り付けられる。本実施形態では例示的に、図２Ｂに示すように、６個の発光素子が発光部１０６として車両モデル１０５に取り付けられる。具体的には、６個の発光素子は、車両モデル１０５において、６個の送受信ユニットの設置位置に相当する位置に取り付けられる。さらに具体的には、第１の発光素子は車両モデル１０５のフロントバンパの左端辺りに、第２の発光素子は車両モデル１０５のフロントバンパの中央辺りに、第３の発光素子は車両モデル１０５のフロントバンパの右端辺りに、第４の発光素子は車両モデル１０５のリアバンパの左端辺りに取り付けられ、第５の発光素子は車両モデル１０５のリアバンパの中央辺りに、第６の発光素子は車両モデル１０５のリアバンパの右端辺りに取り付けられる。
【００１６】
以上のような構成の障害物検知装置１では、図２Ｃに示すように、ある送受信ユニットが反射パルス電波を受信すると、信号処理部１０２は、その送受信ユニットの設置位置に相当する位置に取り付けられている発光素子に対して駆動信号を与えて発光させる。これによって、障害物検知装置１は、運転者に対して車両の周囲に障害物Ｂがあることに対して注意を促し、運転者は、車両に対してどの方向に障害物Ｂがあるかを認識することが可能となる。
【００１７】
次に、図３のフローチャートを参照して、以上のような障害物検知装置１の動作について説明する。まず、制御部１０３は、パルス電波の放射タイミングが来ると、いずれかの送受信ユニットに対して、パルス電波を放射するよう指示し、さらに、信号処理部１０２にその旨を通知する。対象となる送受信ユニットは、制御部１０３からの指示に応答して、パルス電波を放射する（ステップＳ３０１）。また、信号処理部１０２は、制御部１０３からの通知された時のパルス電波の放射時刻Ｔｔｒとして記憶し、放射時刻Ｔｔｒから所定時間の間、対象となる送受信ユニットから、反射パルス電波を受信したことが通知されることを待機する。
【００１８】
所定時間内に、対象となる送受信ユニットが反射パルス電波を受信すると（ステップＳ３０２）、信号処理部１０２には、対象となる送受信ユニットから反射パルス電波を受信したことが通知されるので、信号処理部１０２は、この通知時刻を反射パルス電波の受信時刻Ｔｒｅとして記憶する。
【００１９】
その後、信号処理部１０２は、現在記憶しているＴｔｒとＴｒｅに基づいて障害物Ｂまでの距離Ｄを算出する（ステップＳ３０３）。具体的には、距離Ｄは次式（１）によって算出される。なお、次式（１）において、ｃは光速である。
【００２０】
Ｄ＝（Ｔｒｅ−Ｔｔｒ）×ｃ／２ …（１）
次に、信号処理部１０２は、対象となる送受信ユニットに割り当てられている発光素子を発光させるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。具体的には、ステップＳ３０３で算出された距離Ｄが、予め設定された距離に関する閾値Ｄｔｈよりも小さいか否かが判断される。ここで、Ｄｔｈは、障害物Ｂが車両の近くに存在するか否かを示す指標である。
【００２１】
Ｄ＜Ｄｔｈでない場合、障害物Ｂは車両に対して遠い位置にあるとみなして、信号処理部１０２は、駆動信号を生成することなく、ステップＳ３０６を行う。逆に、Ｄ＜Ｄｔｈである場合、信号処理部１０２は、対象となる発光素子を発光させるために駆動信号を生成して、その発光素子に与える。これによって、発光素子は発光し（ステップＳ３０５）、障害物検知装置１は、運転者に対して車両の周囲に障害物Ｂがあることに対して注意を促し、運転者は、車両に対してどの方向に障害物Ｂがあるかを認識することが可能となる。
【００２２】
次に、制御部１０３は、車両障害物検知装置１の処理を終了するか否かを判断し（ステップＳ３０６）、処理を継続する場合には、ステップ３０１に戻って、上述した処理を続ける。そうでない場合には、制御部１０３は処理を終了する。ここで、ステップＳ３０６の判断は、車両のエンジンが動作しているか否か、又は車両障害物検知装置１のオン／オフを設定するスイッチ（図示せず）の状態に基づいて行われる。
【００２３】
なお、以上のステップＳ３０１−Ｓ３０６は、１個の送受信ユニットについての処理であるが、本実施形態では６個の送受信ユニットが備わるため、残りの５個の送受信ユニットについても同様の処理が行われる。
【００２４】
以上説明したように、本障害物検知装置１によれば、発光部１０６が取り付けられた車両モデル１０５から出力部１０４が構成されるので、出力部１０４の設置に関する自由度が向上するという技術的効果が得られる。
【００２５】
なお、以上の説明では、１個の閾値Ｄｔｈだけが規定されていたが、これに限らず、複数の閾値を規定して、障害物検知装置１は、３通り以上の検知結果を出力するようにしてもよい。例えば、閾値Ｄｔｈ１及びＤｔｈ２（ただしＤｔｈ１＜Ｄｔｈ２）の２つ用意し、互いに発光色（赤、黄及び緑）の異なる３種の発光素子を車両モデル１０５の略同一場所に設置する。そして、障害物検知装置１は、Ｄ＜Ｄｔｈ１ならば赤色発光素子を、Ｄｔｈ１≦Ｄ＜Ｄｔｈ２ならば黄色発光素子を、Ｄ≧Ｄｔｈ２ならば緑色発光素子を発光させる。
【００２６】
また、設置の自由度をより向上させる観点から、信号処理部は、無線通信により駆動信号を発光素子に与えることが好ましい。
【００２７】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置２の全体構成を示すブロック図である。図４において、障害物検知装置２は、構成面について、前述の障害物検知装置１と比較すると、出力部１０４の代わりに出力部２０１を備える点で相違する。それ以外に、両障害物検知装置２及び１の間に相違点は無い。それ故、図４において、図１に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００２８】
出力部２０１は、図５に示すように、車両モデル２０２と、ケーシング２０３と、発光部２０４とを含む。
車両モデル２０２は、前述の車両モデル１０５と同様であるため、その説明を省略する。
ケーシング２０３は、透明樹脂からなり、上述の車両モデル２０２の全体を包んで内部に収容する。
【００２９】
発光部２０４は、車両周囲に存在しうる障害物Ｂが車両に対してどの方向にどの程度離れて存在するかを運転者の通知するために、送受信ユニット（第１の実施形態を参照）の数に相当する数の発光素子アレイ２０５を含む。各発光素子アレイ２０５は、略一直線上に配列された複数の発光素子を含んでおり、各発光素子は、前述の駆動信号が与えられると発光する。以上のような発光素子アレイ２０５は、上述のケーシング２０３の所定位置に収容される。本実施形態では例示的に、図５に示すように、６個の発光素子アレイ２０５ａ−２０５ｆが発光部２０４としてケーシング２０３に収容される。具体的には、第１の発光素子アレイ２０５ａは、車両モデル２０２のフロントバンパの左端辺りから、車両モデル２０２の左前方に伸びる直線に沿って配置される。第２の発光素子アレイ２０５ｂは、車両モデル２０２のフロントバンパの中央辺りから、車両モデル２０２の真正面方向に伸びる直線に沿って配置される。第３の発光素子アレイ２０５ｃは、車両モデル２０２のフロントバンパの右端辺りから、車両モデル２０２の右前方に伸びる直線に沿って配置される。第４の発光素子アレイ２０５ｄは、車両モデル２０２のリアバンパの左端辺りから、車両モデル２０２の左後方に伸びる直線に沿って配置される。第５の発光素子アレイ２０５ｅは、車両モデル２０２のリアバンパの中央辺りから、車両モデル２０２の真後ろ方向に伸びる直線に沿って配置される。また、第６の発光素子アレイ２０５ｆは、車両モデル２０２のリアバンパの右端辺りから、車両モデル２０２の右後方に伸びる直線に沿って配置される。
【００３０】
また、本実施形態において、各発光素子アレイ２０５は例示的に、１０個の発光素子２０６1 −２０６10を有する。発光素子２０６1 が車両モデル２０２の最も近くに配され、以降、参照符号「２０６」の添え字が大きくなるにつれて、発光素子２０６2 −２０６10は車両モデル２０２からより離れた位置に配置される。以上のような発光素子２０６1 −２０６10には、互いに異なる距離の範囲Ｒ１−Ｒ１０が割り当てられている。ここで、Ｒ１は０≦Ｒ１＜Ｄｔｈ１であり、Ｒ２はＤｔｈ１≦Ｒ２＜Ｄｔｈ２であり、Ｒ３はＤｔｈ２≦Ｒ３＜Ｄｔｈ３であり、Ｒ４はＤｔｈ３≦Ｒ４＜Ｄｔｈ４であり、Ｒ５はＤｔｈ４≦Ｒ５＜Ｄｔｈ５であり、Ｒ６はＤｔｈ５≦Ｒ６＜Ｄｔｈ６であり、Ｒ７はＤｔｈ６≦Ｒ７＜Ｄｔｈ７であり、Ｒ８はＤｔｈ７≦Ｒ８＜Ｄｔｈ８であり、Ｒ９はＤｔｈ８≦Ｒ９＜Ｄｔｈ９であり、Ｒ１０はＤｔｈ９≦Ｒ１０＜Ｄｔｈ１０である。Ｄｔｈ１−Ｄｔｈ１０は、本障害物検知装置２の設計仕様に応じて適切な値に選ばれる。なお、図示の都合上、発光素子への参照符号は、発光素子アレイ２０５ｆが有するものにのみ付されているが、他の発光素子アレイ２０５ａ−２０５ｅも、発光素子アレイ２０５ｆと同様の発光素子を有する。
【００３１】
以上のような構成の障害物検知装置２では、図６に示すように、ある送受信ユニットが反射パルス電波を受信すると、信号処理部１０２は、車両から障害物Ｂまでの距離を算出した後、その送受信ユニットに対応する発光素子アレイ２０６において、算出した距離が割り当てられている発光素子に対して駆動信号を与えて発光させる。これによって、障害物検知装置２は、障害物Ｂが車両からみてどのような方向でどの程度の距離にあるかを、運転者に対して通知することができる。
【００３２】
次に、図７のフローチャートを参照して、以上のような障害物検知装置２の動作について説明する。図７は、図４と比較すると、ステップＳ３０４及びＳ３０５の代わりに、ステップＳ５０１−Ｓ５２０を含む点で相違する。それ以外に両フローチャートに相違点は無いので、図７において、図４に示すステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００３３】
信号処理部１０２は、ステップＳ３０３で障害物Ｂまでの距離Ｄを算出した後、算出した距離Ｄが上述の範囲Ｒ１−Ｒ１０のいずれに含まれるかを判断する（ステップＳ５０１−Ｓ５１０）。ステップＳ５０１−Ｓ５１０のいずれかでＹＥＳと判断した場合、信号処理部１０２は、対象となる範囲Ｒ１−Ｒ１０に割り当てられた発光素子２０６を発光させ（Ｓ５１１−Ｓ５２０）、その後、ステップＳ３０６を行う。また、ステップＳ５０１−Ｓ５１０のいずれにおいてもＮＯと判断した場合にも、ステップＳ３０６が行われる。
【００３４】
なお、以上の図７の処理は、１個の送受信ユニットについてのものであるが、本実施形態では６個の送受信ユニットが備わるため、残りの５個の送受信ユニットについても同様の処理が行われる。
【００３５】
以上説明したように、本障害物検知装置２によれば、障害物検知装置１と同様の技術的効果に加え、車両に対して障害物が存在する方向及び障害物Ｂまでの距離を直感的に、運転者に通知することが可能となる。
【００３６】
なお、発光素子アレイ２０５において、発光素子は直線上に配列されるとして説明したが、これに限らず、車両により多くの高分解能の送受信ユニットを設置可能な場合には、車両モデル２０２の周囲に、より多くの発光素子を配列しても構わない。これによって、運転者は、さらに正確に車両と障害物Ｂとの空間的な位置関係を認識することが可能となる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る障害物検知装置３の全体構成を示すブロック図である。図８において、障害物検知装置３は、構成面について、前述の障害物検知装置２と比較すると、方位検出部３０１と、進行方向検出部３０２と、回転部３０３とをさらに備える点で相違する。それ以外に、両障害物検知装置２及び３の間に相違点は無いので、図８において、図４に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００３８】
方位検出部３０１は、例示的にはジャイロセンサを含んでおり、予め定められた基準方向に対する車両の現在の方位を検出して、検出結果を信号処理部１０２に与える。
【００３９】
進行方向検出部３０２は、車両が現在前進方向に移動しているか、後退方向に移動しているかを検出して、検出結果を信号処理部１０２に与える。例示的には、進行方向検出部３０２は、車両のシフト位置センサを含んでおり、シフト位置センサは、車両のシフトレバー又はギアが「後退」の位置であればＯＮを示す後退信号を、そうでないならばＯＦＦとなる後退信号を出力する。このような後退信号を進行方向検出部３０２は、信号処理部１０２に与える。なお、進行方向検出部３０２としては、代替的に、加速度センサを応用
することもできる。
【００４０】
回転部３０３は、車両モデル２０２を水平面内で回転するように、信号処理部１０２の制御下でケーシング２０３を回転させる。具体的には、図９に示すように、回転部３０３は、固定部３０４と、回転軸３０５とを含む。固定部３０４は、出力部２０１を車両に対して固定するための部材であって、ケーシング２０３を回転させるための駆動力を発生する駆動装置を内蔵する。
【００４１】
回転軸３０５は、回転部３０３の上面から垂直に突出する。このような回転軸３０５の先端は、ケーシング２０３の底面に固定される。なお、より好ましくは、回転軸３０５は、車両モデル２０２の中心軸と一直線上に並ぶようにケーシング２０３の底面に固定される。ここで、車両モデル２０２の中心軸とは、車両モデル２０２の縦中心線及び横中心線の交点から鉛直方向に伸びる線である。また、回転軸３０５は、上述のモータにより発生された駆動力に従って１軸周り回転し、これによって、出力部２０１全体が車両モデル２０２のヨー軸周りに回転する。なお、出力部２０１の回転範囲は０°から３６０°と仮定する。
【００４２】
以上のような回転部３０３、つまり出力部２０１は、図１０に示すような状態で、車両に設置される。具体的には、回転部３０３の固定部３０４は、車両のダッシュボード上に固定される。このように固定された状態における車両モデル２０２の中心点をＣｍとする。ここで、運転者の顔の中心点Ｃｄの空間的な位置を厳密に特定することは難しいが、それを簡素化するために、運転席の前後方向への位置及び背もたれの角度の組毎に、中心点Ｃｄの大まかな空間位置がデータベースとして予め登録しておく。このようなデータベースを参照することで、ある程度の精度で中心点Ｃｄを特定することが可能となる。
【００４３】
ここで、以下の説明では、車両モデル２０２の中心点Ｃｍと中心点Ｃｄとを結ぶ線を基準線Ｌｒｅｆと称する。また、車両モデル２０２のフロント側が運転者に向いている場合において、車両モデル２０２の縦中心線が基準線Ｌｒｅｆに平行である時の出力部２０１の位置を前進時初期位置と称する。また、車両モデル２０２のリア側が運転者に向いている場合において、車両モデル２０２の縦中心線が基準線Ｌｒｅｆに平行である時の出力部２０１の位置を後退時初期位置と称する。
【００４４】
次に、図１１のフローチャートを参照して、以上のような構成を有する障害物検知装置３の動作について説明する。図１１において、信号処理部１０２は、本障害物検知装置３の起動直後、前進フラグ及び後退フラグのそれぞれを０に設定する（ステップＳ９０１）。ここで、前進フラグは、車両が現在前進しているか否かを示し、本実施形態では例示的に、前進フラグとしての０は、車両が現在前進していないことを示し、１は、車両が現在前進していることを示す。後退フラグは、車両が現在後退しているか否かを示し、本実施形態では例示的に、後退フラグの０は、車両が現在後退していないことを示し、１は車両が現在後退していることを示す。
【００４５】
信号処理部１０２は、所定の駆動信号を回転部３０３に与えることにより、出力部２０１を前進時初期位置に仮に位置決めする（ステップＳ９０２）。なお、本ステップＳ９０２において、出力部２０１は、後退時初期位置に位置決めされても構わない。
【００４６】
次に、信号処理部１０２は、障害物Ｂの検知処理及び発光素子の発光処理を行う（ステップＳ９０３）。本ステップＳ９０３の処理については、図７に示すものと同様であるため、その説明を省略する。これによって、障害物Ｂが車両の周辺に存在する場合には、いずれかの発光素子２０６が発光する。
【００４７】
次に、信号処理部１０２は、方位検出部３０１からの検出結果、つまり車両の角速度を時間軸上で積分することにより、車両の相対方位Ｄｉｒを算出する（ステップＳ９０４）。なお、本実施形態では、車両及び車両モデル２０２を上方向から見て、前進時初期位置から時計回りの方向の方位を正とし、反時計回りの方向の方位を負とする。
【００４８】
次に、信号処理部１０２は、進行方向検出部３０２の検出結果に基づいて、車両の現在の進行方向を特定する（ステップＳ９０５）。
【００４９】
次に、信号処理部１０２は、ステップＳ９０５で得られた検出結果から、車両が現在前進しているか否かを判断する（ステップＳ９０６）。ＹＥＳの場合、信号処理部１０２は、後退フラグを０に更新した後（ステップＳ９０７）、前進フラグが１か否かを判断する（ステップＳ９０８）。ＮＯと判断した場合、信号処理部１０２は、直前まで車両が後退していたことになるので、出力部１０２を前進時初期位置に位置決めし（ステップＳ９０９）、その後、前進フラグを１に更新する（ステップＳ９１０）。
【００５０】
また、ステップＳ９０８でＹＥＳと判断した場合、車両が継続的に前進していることになるので、ステップＳ９０９及びＳ９１０をスキップする。
【００５１】
ステップＳ９１０の後、又はステップＳ９０８でＹＥＳと判断した場合、信号処理部１０２は、ステップＳ９０４で算出した相対方位Ｄｉｒだけ正方向に出力部２０１を回転させるために、駆動信号を回転部３０３に与える（ステップＳ９１１）。
【００５２】
また、信号処理部１０２は、ステップＳ９１１の次に、又はステップＳ９０６でＮＯと判断した場合、ステップＳ９０５で得られた検出結果から、車両が現在後退しているか否かを判断する（ステップＳ９１２）。ＹＥＳの場合、信号処理部１０２は、前進フラグを０に更新した後（ステップＳ９１３）、後退フラグが１か否かを判断する（ステップＳ９１４）。ＮＯと判断した場合、信号処理部１０２は、直前まで車両が前進していたことになるので、出力部１０２を後退時初期位置に位置決めし（ステップＳ９１５）、その後、後退フラグを１に更新する（ステップＳ９１６）。
【００５３】
また、ステップＳ９１４でＹＥＳと判断した場合、車両が継続的に後退していることになるので、ステップＳ９１５及びＳ９１６をスキップする。
【００５４】
ステップＳ９１６の後、又はステップＳ９１４でＹＥＳと判断した場合、信号処理部１０２は、ステップＳ９０４で算出した相対方位Ｄｉｒだけ負方向に出力部２０１を回転させるために、駆動信号を回転部３０３に与える（ステップＳ９１７）。
【００５５】
以上のステップＳ９１７の後、又はステップＳ９１２でＮＯと判断した場合、信号処理部１０２は、動作終了するか否かを判断して、ＹＥＳと判断した場合には、図１１の処理を終了するが、ＮＯと判断した場合には、ステップＳ９０３に戻って、引き続き処理を行う。
【００５６】
以上のような処理により、例えば、図１２Ａに示すように、前進する車両の真正面に子供（つまり、障害物Ｂ）が居る場合、車両のフロントバンパの中央に設置された送受信ユニットが反射波を受信することになる。また、この時、車両モデル２０２は前進時初期位置に位置している。このような場合、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｂにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００５７】
また、図１２Ａの状態で、運転者が車両のステアリングホイールを左回りに操作し、さらに車両が若干前進すると、図１２Ｂに示すように、今度は車両のフロントバンパの右端辺りに設置された送受信ユニットが障害物Ｂからの反射波を受信することになる。このときさらに、信号処理部１０２は、方位検出部３０１で検出された相対方位Ｄｉｒだけ車両モデル２０２を負方向に回転させる。また、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｅにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００５８】
一方、図１２Ｃに示すように、後退する車両の真後ろに子供（つまり、障害物Ｂ）が居る場合、車両のリアバンパの中央に設置された送受信ユニットが反射波を受信することになる。また、この時、車両モデル２０２は後退時初期位置に位置していると仮定する。このような場合、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｂにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００５９】
また、図１２Ｃの状態で、運転者が車両のステアリングホイールを左回りに操作し、さらに車両が若干後退すると、図１２Ｄに示すように、今度は車両のリアバンパの右端辺りに設置された送受信ユニットが障害物Ｂからの反射波を受信することになる。このときさらに、信号処理部１０２は、方位検出部３０１で検出された相対方位Ｄｉｒだけ車両モデル２０２を正方向に回転させる。また、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｅにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００６０】
以上説明したように、本障害物検知装置３によれば、回転部３０３により出力部２０１を回転させることにより、運転者が発光素子の発光を見やすくなるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る障害物検知装置は、設置に関しより高い自由度が得られるという技術的効果を奏する車載用途などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る障害物検知装置１の全体構成を示すブロック図
【図２Ａ】図１に示す送受信部１０１及び出力部１０４の設置例を示す模式図
【図２Ｂ】図１に示す出力部１０４の詳細な構成を示す模式図
【図２Ｃ】図１に示す障害物検知装置１の出力例を示す模式図
【図３】図１に示す障害物検知装置１の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置２の全体構成を示すブロック図
【図５】図４に示す出力部２０１の詳細な構成を示す模式図
【図６】図４に示す障害物検知装置２の出力例を示す模式図
【図７】図４に示す障害物検知装置２の動作を示すフローチャート
【図８】本発明の第３の実施形態に係る障害物検知装置３の全体構成を示すブロック図
【図９】図８に示す回転部３０３の詳細な構成を示す模式図
【図１０】図８に示す回転部３０３の車両への設置例を示す模式図
【図１１】図８に示す障害物検知装置３の動作を示すフローチャート
【図１２Ａ】図８に示す障害物検知装置３の第１の出力例を示す模式図
【図１２Ｂ】図８に示す障害物検知装置３の第２の出力例を示す模式図
【図１２Ｃ】図８に示す障害物検知装置３の第３の出力例を示す模式図
【図１２Ｄ】図８に示す障害物検知装置３の第４の出力例を示す模式図
【符号の説明】
【００６３】
１，２，３ 障害物検知装置
１０１ 送受信部
１０２ 信号処理部
１０３ 制御部
１０４，２０１ 出力部
１０５，２０２ 車両モデル
２０３ ケーシング
１０６，２０４ 発光部
２０５ 発光素子アレイ
２０６ 発光素子
３０１ 方位検出部
３０２ 進行方向検出部
３０３ 回転部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検知装置に関し、より特定的には、車両に搭載され、車両の周囲に存在する障害物を検知して、その存在を運転者に通知する障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような障害物検知装置は、例えばレーザレーダ又はカメラのセンシング結果に基づいて、車両に対する周囲の障害物の位置を視覚的に表す画像情報を作成する。このような画像情報は、車両内に設置される液晶ディスプレイのような表示装置に表示される。表示装置に表示されるのは、具体的には、上方向から見下ろした車両の周囲画像に障害物のマークを重畳したものであったり、車両の斜め上方から見た時の車両の周囲画像に、障害物のマークを重畳したものであったりする。
【特許文献１】特開平８−４８１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述から明らかなように、従来の障害物検知装置では、画像を表示する表示装置が必要となる。しかしながら、車両の室内は相対的に狭いので、表示装置を設置する位置は制限される。その結果、視線をかなり移動させなければ、画像情報を観ることができないという問題点があった。
【０００４】
それ故に、本発明の目的は、設置の自由度がより高い障害物検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の第１の局面は、車両の周囲に存在しうる障害物を検知する障害物検知装置であって、車体表面に取り付けられており、自らが放射した放射波の反射波を受信可能な送受信部と、送受信部により放射波が放射された第１の時刻と、反射波が受信された第２の時刻とに基づいて、障害物の存在を少なくとも検出する信号処理部と、信号処理部の検出結果に基づいて、車両の周囲に障害物が存在することを出力する出力部とを備える。ここで、出力部は、車両をスケールダウンした車両モデルと、車両モデルにおいて、送受信部の取り付け位置に相当する箇所に取り付けられており、信号処理部による検出結果に基づいて発光する発光素子を有する発光部とを含む。
【０００６】
また、発光部は好ましくは、送受信部の取り付け位置を基準として、車両モデルの周囲へと向かって配列される複数の発光素子からなる発光素子アレイを有する。また、信号処理部はさらに、障害物までの距離を算出し、算出した距離に基づいて、発光素子アレイを構成するいずれかの発光素子に第１の駆動信号を与える。さらに、発光素子は、信号処理部から第１の駆動信号が与えられると発光する。
【０００７】
また、障害物検知装置はさらに、車両の現在の方位を検出する方位検出部と、車両が現在前進しているか後退しているかを検出する進行方向検出部と、車両モデルを回転させる回転部とを備える。信号処理部は、送受信部が反射波を受信した場合、方位検出部及び進行方向検出部の検出結果に基づいて、車両モデルの回転量を算出して、回転部に第２の駆動信号を与える。回転部は、信号処理部から第２の駆動信号が与えられると、算出された回転量だけ回転する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両障害物検知装置によれば、発光部が取り付けられた車両モデルから出力部が構成されるので、出力部の設置に関する自由度が向上し、これによって、より運転者が見やすい位置で障害物の存在を通知することが可能となる。
【０００９】
本発明の上記及びその他の目的、特徴、局面及び利点は、以下に述べる本発明の詳細な説明を添付の図面とともに理解したとき、より明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる障害物検知装置１の全体構成を示すブロック図である。図１において、障害物検知装置１は、送受信部１０１と、信号処理部１０２と、制御部１０３と、出力部１０４とを備えている。
【００１１】
送受信部１０１は、車両周囲に存在しうる障害物を検知するために、好ましくは複数個の送受信ユニットを含む。このような送受信ユニットは、典型的には超音波センサ、レーザレーダ、電波レーダ及びパルスレーダに含まれるが、本実施形態では例示的に、送受信ユニットはパルスレーダに含まれるものとして説明を続ける。パルスレーダは、パルス状の電波（以下、パルス電波と称する）の送受信するために、大略的には、送信機、アンテナ及び受信機を含む。この送信機は、パルス電波を生成し、このアンテナは、生成されたパルス電波を空間に放射する。このように放射されたパルス電波の一部がターゲットに照射される。照射されたパルス電波は四方八方に反射するが、反射パルス電波の一部が再びアンテナまで戻ってきて受信される。以上のような送受信ユニットが車体の表面に設置される。本実施形態では例示的に、図２Ａに示すように、６個の送受信ユニットが送受信部１０１として車両に取り付けられる。具体的には、第１の送受信ユニットは、車両のフロントバンパの左端辺りに取り付けられ、車両の左前方に向けてパルス電波を放射する。第２の送受信ユニットは、車両のフロントバンパの中央辺りに取り付けられ、車両の真正面方向に向けてパルス電波を放射する。第３の送受信ユニットは、車両のフロントバンパの右端辺りに取り付けられ、車両の右前方に向けてパルス電波を放射する。第４の送受信ユニットは、車両のリアバンパの左端辺りに取り付けられ、車両の左後方に向けてパルス電波を放射する。第５の送受信ユニットは、車両のリアバンパの中央辺りに取り付けられ、車両の真後ろの方向に向けてパルス電波を放射する。第６の送受信ユニットは、車両のリアバンパの右端辺りに取り付けられ、車両の右後方に向けてパルス電波を放射する。
【００１２】
信号処理部１０２は、送受信部１０１に含まれる送受信ユニットからパルス電波が放射された後、同じ送受信ユニットが反射パルス電波を受信するか否かを判断する。そして、信号処理部１０２は、反射パルス電波を受信した場合、対象となる送受信ユニットがパルス電波を放射する方向に、障害物が存在することを認識し、対象となる送受信ユニットに割り当てられた発光素子（図２Ｂを参照）に駆動信号を与える。
【００１３】
制御部１０３は、予め定められたタイミングで、送受信部１０１に対してパルス電波を放射するよう指示するとともに、パルス電波の放射タイミングを信号処理部１０２に通知する。このような指示に応じて、送受信部１０１に含まれる各送受信ユニットはパルス電波を放射する。また、信号処理部１０２は、制御部１０３からの通知に応答して、各送受信ユニットから反射パルス電波の受信が通知されることを待機する。
【００１４】
出力部１０４は、図２Ｂに示すように、車両モデル１０５と、発光部１０６とを含む。車両モデル１０５は、本障害物検知装置１を搭載する車両のスケールモデルである。ここで、車両モデル１０５のサイズは、設置スペースを考慮して適切な大きさを有する。本実施形態では、車両のダッシュボード上に設置することが可能な程度の大きさ（例えば、車両の１／５０スケール）として説明を続ける。また、車両モデル１０５は、例えば加工のし易さ、製造コスト又は発光状態の視認性を考慮して、好ましくは透明樹脂からなる。
【００１５】
発光部１０６は、車両周囲に存在しうる障害物が車両に対してどの方向に存在するかを運転者の通知するために、上述の送受信ユニットの数に相当する個数の発光素子を含む。発光素子は典型的にはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、前述の駆動信号が与えられると、発光する。以上のような発光素子は、車両モデル１０５の表面に取り付けられる。本実施形態では例示的に、図２Ｂに示すように、６個の発光素子が発光部１０６として車両モデル１０５に取り付けられる。具体的には、６個の発光素子は、車両モデル１０５において、６個の送受信ユニットの設置位置に相当する位置に取り付けられる。さらに具体的には、第１の発光素子は車両モデル１０５のフロントバンパの左端辺りに、第２の発光素子は車両モデル１０５のフロントバンパの中央辺りに、第３の発光素子は車両モデル１０５のフロントバンパの右端辺りに、第４の発光素子は車両モデル１０５のリアバンパの左端辺りに取り付けられ、第５の発光素子は車両モデル１０５のリアバンパの中央辺りに、第６の発光素子は車両モデル１０５のリアバンパの右端辺りに取り付けられる。
【００１６】
以上のような構成の障害物検知装置１では、図２Ｃに示すように、ある送受信ユニットが反射パルス電波を受信すると、信号処理部１０２は、その送受信ユニットの設置位置に相当する位置に取り付けられている発光素子に対して駆動信号を与えて発光させる。これによって、障害物検知装置１は、運転者に対して車両の周囲に障害物Ｂがあることに対して注意を促し、運転者は、車両に対してどの方向に障害物Ｂがあるかを認識することが可能となる。
【００１７】
次に、図３のフローチャートを参照して、以上のような障害物検知装置１の動作について説明する。まず、制御部１０３は、パルス電波の放射タイミングが来ると、いずれかの送受信ユニットに対して、パルス電波を放射するよう指示し、さらに、信号処理部１０２にその旨を通知する。対象となる送受信ユニットは、制御部１０３からの指示に応答して、パルス電波を放射する（ステップＳ３０１）。また、信号処理部１０２は、制御部１０３からの通知された時のパルス電波の放射時刻Ｔｔｒとして記憶し、放射時刻Ｔｔｒから所定時間の間、対象となる送受信ユニットから、反射パルス電波を受信したことが通知されることを待機する。
【００１８】
所定時間内に、対象となる送受信ユニットが反射パルス電波を受信すると（ステップＳ３０２）、信号処理部１０２には、対象となる送受信ユニットから反射パルス電波を受信したことが通知されるので、信号処理部１０２は、この通知時刻を反射パルス電波の受信時刻Ｔｒｅとして記憶する。
【００１９】
その後、信号処理部１０２は、現在記憶しているＴｔｒとＴｒｅに基づいて障害物Ｂまでの距離Ｄを算出する（ステップＳ３０３）。具体的には、距離Ｄは次式（１）によって算出される。なお、次式（１）において、ｃは光速である。
【００２０】
Ｄ＝（Ｔｒｅ−Ｔｔｒ）×ｃ／２ …（１）
次に、信号処理部１０２は、対象となる送受信ユニットに割り当てられている発光素子を発光させるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。具体的には、ステップＳ３０３で算出された距離Ｄが、予め設定された距離に関する閾値Ｄｔｈよりも小さいか否かが判断される。ここで、Ｄｔｈは、障害物Ｂが車両の近くに存在するか否かを示す指標である。
【００２１】
Ｄ＜Ｄｔｈでない場合、障害物Ｂは車両に対して遠い位置にあるとみなして、信号処理部１０２は、駆動信号を生成することなく、ステップＳ３０６を行う。逆に、Ｄ＜Ｄｔｈである場合、信号処理部１０２は、対象となる発光素子を発光させるために駆動信号を生成して、その発光素子に与える。これによって、発光素子は発光し（ステップＳ３０５）、障害物検知装置１は、運転者に対して車両の周囲に障害物Ｂがあることに対して注意を促し、運転者は、車両に対してどの方向に障害物Ｂがあるかを認識することが可能となる。
【００２２】
次に、制御部１０３は、車両障害物検知装置１の処理を終了するか否かを判断し（ステップＳ３０６）、処理を継続する場合には、ステップ３０１に戻って、上述した処理を続ける。そうでない場合には、制御部１０３は処理を終了する。ここで、ステップＳ３０６の判断は、車両のエンジンが動作しているか否か、又は車両障害物検知装置１のオン／オフを設定するスイッチ（図示せず）の状態に基づいて行われる。
【００２３】
なお、以上のステップＳ３０１−Ｓ３０６は、１個の送受信ユニットについての処理であるが、本実施形態では６個の送受信ユニットが備わるため、残りの５個の送受信ユニットについても同様の処理が行われる。
【００２４】
以上説明したように、本障害物検知装置１によれば、発光部１０６が取り付けられた車両モデル１０５から出力部１０４が構成されるので、出力部１０４の設置に関する自由度が向上するという技術的効果が得られる。
【００２５】
なお、以上の説明では、１個の閾値Ｄｔｈだけが規定されていたが、これに限らず、複数の閾値を規定して、障害物検知装置１は、３通り以上の検知結果を出力するようにしてもよい。例えば、閾値Ｄｔｈ１及びＤｔｈ２（ただしＤｔｈ１＜Ｄｔｈ２）の２つ用意し、互いに発光色（赤、黄及び緑）の異なる３種の発光素子を車両モデル１０５の略同一場所に設置する。そして、障害物検知装置１は、Ｄ＜Ｄｔｈ１ならば赤色発光素子を、Ｄｔｈ１≦Ｄ＜Ｄｔｈ２ならば黄色発光素子を、Ｄ≧Ｄｔｈ２ならば緑色発光素子を発光させる。
【００２６】
また、設置の自由度をより向上させる観点から、信号処理部は、無線通信により駆動信号を発光素子に与えることが好ましい。
【００２７】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置２の全体構成を示すブロック図である。図４において、障害物検知装置２は、構成面について、前述の障害物検知装置１と比較すると、出力部１０４の代わりに出力部２０１を備える点で相違する。それ以外に、両障害物検知装置２及び１の間に相違点は無い。それ故、図４において、図１に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００２８】
出力部２０１は、図５に示すように、車両モデル２０２と、ケーシング２０３と、発光部２０４とを含む。
車両モデル２０２は、前述の車両モデル１０５と同様であるため、その説明を省略する。
ケーシング２０３は、透明樹脂からなり、上述の車両モデル２０２の全体を包んで内部に収容する。
【００２９】
発光部２０４は、車両周囲に存在しうる障害物Ｂが車両に対してどの方向にどの程度離れて存在するかを運転者の通知するために、送受信ユニット（第１の実施形態を参照）の数に相当する数の発光素子アレイ２０５を含む。各発光素子アレイ２０５は、略一直線上に配列された複数の発光素子を含んでおり、各発光素子は、前述の駆動信号が与えられると発光する。以上のような発光素子アレイ２０５は、上述のケーシング２０３の所定位置に収容される。本実施形態では例示的に、図５に示すように、６個の発光素子アレイ２０５ａ−２０５ｆが発光部２０４としてケーシング２０３に収容される。具体的には、第１の発光素子アレイ２０５ａは、車両モデル２０２のフロントバンパの左端辺りから、車両モデル２０２の左前方に伸びる直線に沿って配置される。第２の発光素子アレイ２０５ｂは、車両モデル２０２のフロントバンパの中央辺りから、車両モデル２０２の真正面方向に伸びる直線に沿って配置される。第３の発光素子アレイ２０５ｃは、車両モデル２０２のフロントバンパの右端辺りから、車両モデル２０２の右前方に伸びる直線に沿って配置される。第４の発光素子アレイ２０５ｄは、車両モデル２０２のリアバンパの左端辺りから、車両モデル２０２の左後方に伸びる直線に沿って配置される。第５の発光素子アレイ２０５ｅは、車両モデル２０２のリアバンパの中央辺りから、車両モデル２０２の真後ろ方向に伸びる直線に沿って配置される。また、第６の発光素子アレイ２０５ｆは、車両モデル２０２のリアバンパの右端辺りから、車両モデル２０２の右後方に伸びる直線に沿って配置される。
【００３０】
また、本実施形態において、各発光素子アレイ２０５は例示的に、１０個の発光素子２０６1 −２０６10を有する。発光素子２０６1 が車両モデル２０２の最も近くに配され、以降、参照符号「２０６」の添え字が大きくなるにつれて、発光素子２０６2 −２０６10は車両モデル２０２からより離れた位置に配置される。以上のような発光素子２０６1 −２０６10には、互いに異なる距離の範囲Ｒ１−Ｒ１０が割り当てられている。ここで、Ｒ１は０≦Ｒ１＜Ｄｔｈ１であり、Ｒ２はＤｔｈ１≦Ｒ２＜Ｄｔｈ２であり、Ｒ３はＤｔｈ２≦Ｒ３＜Ｄｔｈ３であり、Ｒ４はＤｔｈ３≦Ｒ４＜Ｄｔｈ４であり、Ｒ５はＤｔｈ４≦Ｒ５＜Ｄｔｈ５であり、Ｒ６はＤｔｈ５≦Ｒ６＜Ｄｔｈ６であり、Ｒ７はＤｔｈ６≦Ｒ７＜Ｄｔｈ７であり、Ｒ８はＤｔｈ７≦Ｒ８＜Ｄｔｈ８であり、Ｒ９はＤｔｈ８≦Ｒ９＜Ｄｔｈ９であり、Ｒ１０はＤｔｈ９≦Ｒ１０＜Ｄｔｈ１０である。Ｄｔｈ１−Ｄｔｈ１０は、本障害物検知装置２の設計仕様に応じて適切な値に選ばれる。なお、図示の都合上、発光素子への参照符号は、発光素子アレイ２０５ｆが有するものにのみ付されているが、他の発光素子アレイ２０５ａ−２０５ｅも、発光素子アレイ２０５ｆと同様の発光素子を有する。
【００３１】
以上のような構成の障害物検知装置２では、図６に示すように、ある送受信ユニットが反射パルス電波を受信すると、信号処理部１０２は、車両から障害物Ｂまでの距離を算出した後、その送受信ユニットに対応する発光素子アレイ２０６において、算出した距離が割り当てられている発光素子に対して駆動信号を与えて発光させる。これによって、障害物検知装置２は、障害物Ｂが車両からみてどのような方向でどの程度の距離にあるかを、運転者に対して通知することができる。
【００３２】
次に、図７のフローチャートを参照して、以上のような障害物検知装置２の動作について説明する。図７は、図４と比較すると、ステップＳ３０４及びＳ３０５の代わりに、ステップＳ５０１−Ｓ５２０を含む点で相違する。それ以外に両フローチャートに相違点は無いので、図７において、図４に示すステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００３３】
信号処理部１０２は、ステップＳ３０３で障害物Ｂまでの距離Ｄを算出した後、算出した距離Ｄが上述の範囲Ｒ１−Ｒ１０のいずれに含まれるかを判断する（ステップＳ５０１−Ｓ５１０）。ステップＳ５０１−Ｓ５１０のいずれかでＹＥＳと判断した場合、信号処理部１０２は、対象となる範囲Ｒ１−Ｒ１０に割り当てられた発光素子２０６を発光させ（Ｓ５１１−Ｓ５２０）、その後、ステップＳ３０６を行う。また、ステップＳ５０１−Ｓ５１０のいずれにおいてもＮＯと判断した場合にも、ステップＳ３０６が行われる。
【００３４】
なお、以上の図７の処理は、１個の送受信ユニットについてのものであるが、本実施形態では６個の送受信ユニットが備わるため、残りの５個の送受信ユニットについても同様の処理が行われる。
【００３５】
以上説明したように、本障害物検知装置２によれば、障害物検知装置１と同様の技術的効果に加え、車両に対して障害物が存在する方向及び障害物Ｂまでの距離を直感的に、運転者に通知することが可能となる。
【００３６】
なお、発光素子アレイ２０５において、発光素子は直線上に配列されるとして説明したが、これに限らず、車両により多くの高分解能の送受信ユニットを設置可能な場合には、車両モデル２０２の周囲に、より多くの発光素子を配列しても構わない。これによって、運転者は、さらに正確に車両と障害物Ｂとの空間的な位置関係を認識することが可能となる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る障害物検知装置３の全体構成を示すブロック図である。図８において、障害物検知装置３は、構成面について、前述の障害物検知装置２と比較すると、方位検出部３０１と、進行方向検出部３０２と、回転部３０３とをさらに備える点で相違する。それ以外に、両障害物検知装置２及び３の間に相違点は無いので、図８において、図４に示す構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００３８】
方位検出部３０１は、例示的にはジャイロセンサを含んでおり、予め定められた基準方向に対する車両の現在の方位を検出して、検出結果を信号処理部１０２に与える。
【００３９】
進行方向検出部３０２は、車両が現在前進方向に移動しているか、後退方向に移動しているかを検出して、検出結果を信号処理部１０２に与える。例示的には、進行方向検出部３０２は、車両のシフト位置センサを含んでおり、シフト位置センサは、車両のシフトレバー又はギアが「後退」の位置であればＯＮを示す後退信号を、そうでないならばＯＦＦとなる後退信号を出力する。このような後退信号を進行方向検出部３０２は、信号処理部１０２に与える。なお、進行方向検出部３０２としては、代替的に、加速度センサを応用
することもできる。
【００４０】
回転部３０３は、車両モデル２０２を水平面内で回転するように、信号処理部１０２の制御下でケーシング２０３を回転させる。具体的には、図９に示すように、回転部３０３は、固定部３０４と、回転軸３０５とを含む。固定部３０４は、出力部２０１を車両に対して固定するための部材であって、ケーシング２０３を回転させるための駆動力を発生する駆動装置を内蔵する。
【００４１】
回転軸３０５は、回転部３０３の上面から垂直に突出する。このような回転軸３０５の先端は、ケーシング２０３の底面に固定される。なお、より好ましくは、回転軸３０５は、車両モデル２０２の中心軸と一直線上に並ぶようにケーシング２０３の底面に固定される。ここで、車両モデル２０２の中心軸とは、車両モデル２０２の縦中心線及び横中心線の交点から鉛直方向に伸びる線である。また、回転軸３０５は、上述のモータにより発生された駆動力に従って１軸周り回転し、これによって、出力部２０１全体が車両モデル２０２のヨー軸周りに回転する。なお、出力部２０１の回転範囲は０°から３６０°と仮定する。
【００４２】
以上のような回転部３０３、つまり出力部２０１は、図１０に示すような状態で、車両に設置される。具体的には、回転部３０３の固定部３０４は、車両のダッシュボード上に固定される。このように固定された状態における車両モデル２０２の中心点をＣｍとする。ここで、運転者の顔の中心点Ｃｄの空間的な位置を厳密に特定することは難しいが、それを簡素化するために、運転席の前後方向への位置及び背もたれの角度の組毎に、中心点Ｃｄの大まかな空間位置がデータベースとして予め登録しておく。このようなデータベースを参照することで、ある程度の精度で中心点Ｃｄを特定することが可能となる。
【００４３】
ここで、以下の説明では、車両モデル２０２の中心点Ｃｍと中心点Ｃｄとを結ぶ線を基準線Ｌｒｅｆと称する。また、車両モデル２０２のフロント側が運転者に向いている場合において、車両モデル２０２の縦中心線が基準線Ｌｒｅｆに平行である時の出力部２０１の位置を前進時初期位置と称する。また、車両モデル２０２のリア側が運転者に向いている場合において、車両モデル２０２の縦中心線が基準線Ｌｒｅｆに平行である時の出力部２０１の位置を後退時初期位置と称する。
【００４４】
次に、図１１のフローチャートを参照して、以上のような構成を有する障害物検知装置３の動作について説明する。図１１において、信号処理部１０２は、本障害物検知装置３の起動直後、前進フラグ及び後退フラグのそれぞれを０に設定する（ステップＳ９０１）。ここで、前進フラグは、車両が現在前進しているか否かを示し、本実施形態では例示的に、前進フラグとしての０は、車両が現在前進していないことを示し、１は、車両が現在前進していることを示す。後退フラグは、車両が現在後退しているか否かを示し、本実施形態では例示的に、後退フラグの０は、車両が現在後退していないことを示し、１は車両が現在後退していることを示す。
【００４５】
信号処理部１０２は、所定の駆動信号を回転部３０３に与えることにより、出力部２０１を前進時初期位置に仮に位置決めする（ステップＳ９０２）。なお、本ステップＳ９０２において、出力部２０１は、後退時初期位置に位置決めされても構わない。
【００４６】
次に、信号処理部１０２は、障害物Ｂの検知処理及び発光素子の発光処理を行う（ステップＳ９０３）。本ステップＳ９０３の処理については、図７に示すものと同様であるため、その説明を省略する。これによって、障害物Ｂが車両の周辺に存在する場合には、いずれかの発光素子２０６が発光する。
【００４７】
次に、信号処理部１０２は、方位検出部３０１からの検出結果、つまり車両の角速度を時間軸上で積分することにより、車両の相対方位Ｄｉｒを算出する（ステップＳ９０４）。なお、本実施形態では、車両及び車両モデル２０２を上方向から見て、前進時初期位置から時計回りの方向の方位を正とし、反時計回りの方向の方位を負とする。
【００４８】
次に、信号処理部１０２は、進行方向検出部３０２の検出結果に基づいて、車両の現在の進行方向を特定する（ステップＳ９０５）。
【００４９】
次に、信号処理部１０２は、ステップＳ９０５で得られた検出結果から、車両が現在前進しているか否かを判断する（ステップＳ９０６）。ＹＥＳの場合、信号処理部１０２は、後退フラグを０に更新した後（ステップＳ９０７）、前進フラグが１か否かを判断する（ステップＳ９０８）。ＮＯと判断した場合、信号処理部１０２は、直前まで車両が後退していたことになるので、出力部１０２を前進時初期位置に位置決めし（ステップＳ９０９）、その後、前進フラグを１に更新する（ステップＳ９１０）。
【００５０】
また、ステップＳ９０８でＹＥＳと判断した場合、車両が継続的に前進していることになるので、ステップＳ９０９及びＳ９１０をスキップする。
【００５１】
ステップＳ９１０の後、又はステップＳ９０８でＹＥＳと判断した場合、信号処理部１０２は、ステップＳ９０４で算出した相対方位Ｄｉｒだけ正方向に出力部２０１を回転させるために、駆動信号を回転部３０３に与える（ステップＳ９１１）。
【００５２】
また、信号処理部１０２は、ステップＳ９１１の次に、又はステップＳ９０６でＮＯと判断した場合、ステップＳ９０５で得られた検出結果から、車両が現在後退しているか否かを判断する（ステップＳ９１２）。ＹＥＳの場合、信号処理部１０２は、前進フラグを０に更新した後（ステップＳ９１３）、後退フラグが１か否かを判断する（ステップＳ９１４）。ＮＯと判断した場合、信号処理部１０２は、直前まで車両が前進していたことになるので、出力部１０２を後退時初期位置に位置決めし（ステップＳ９１５）、その後、後退フラグを１に更新する（ステップＳ９１６）。
【００５３】
また、ステップＳ９１４でＹＥＳと判断した場合、車両が継続的に後退していることになるので、ステップＳ９１５及びＳ９１６をスキップする。
【００５４】
ステップＳ９１６の後、又はステップＳ９１４でＹＥＳと判断した場合、信号処理部１０２は、ステップＳ９０４で算出した相対方位Ｄｉｒだけ負方向に出力部２０１を回転させるために、駆動信号を回転部３０３に与える（ステップＳ９１７）。
【００５５】
以上のステップＳ９１７の後、又はステップＳ９１２でＮＯと判断した場合、信号処理部１０２は、動作終了するか否かを判断して、ＹＥＳと判断した場合には、図１１の処理を終了するが、ＮＯと判断した場合には、ステップＳ９０３に戻って、引き続き処理を行う。
【００５６】
以上のような処理により、例えば、図１２Ａに示すように、前進する車両の真正面に子供（つまり、障害物Ｂ）が居る場合、車両のフロントバンパの中央に設置された送受信ユニットが反射波を受信することになる。また、この時、車両モデル２０２は前進時初期位置に位置している。このような場合、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｂにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００５７】
また、図１２Ａの状態で、運転者が車両のステアリングホイールを左回りに操作し、さらに車両が若干前進すると、図１２Ｂに示すように、今度は車両のフロントバンパの右端辺りに設置された送受信ユニットが障害物Ｂからの反射波を受信することになる。このときさらに、信号処理部１０２は、方位検出部３０１で検出された相対方位Ｄｉｒだけ車両モデル２０２を負方向に回転させる。また、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｅにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００５８】
一方、図１２Ｃに示すように、後退する車両の真後ろに子供（つまり、障害物Ｂ）が居る場合、車両のリアバンパの中央に設置された送受信ユニットが反射波を受信することになる。また、この時、車両モデル２０２は後退時初期位置に位置していると仮定する。このような場合、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｂにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００５９】
また、図１２Ｃの状態で、運転者が車両のステアリングホイールを左回りに操作し、さらに車両が若干後退すると、図１２Ｄに示すように、今度は車両のリアバンパの右端辺りに設置された送受信ユニットが障害物Ｂからの反射波を受信することになる。このときさらに、信号処理部１０２は、方位検出部３０１で検出された相対方位Ｄｉｒだけ車両モデル２０２を正方向に回転させる。また、信号処理部１０２は、発光素子アレイ２０５ｅにおいて、障害物Ｂまでの距離に相当する位置に配置された発光素子２０６を発光させる。
【００６０】
以上説明したように、本障害物検知装置３によれば、回転部３０３により出力部２０１を回転させることにより、運転者が発光素子の発光を見やすくなるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る障害物検知装置は、設置に関しより高い自由度が得られるという技術的効果を奏する車載用途などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る障害物検知装置１の全体構成を示すブロック図
【図２Ａ】図１に示す送受信部１０１及び出力部１０４の設置例を示す模式図
【図２Ｂ】図１に示す出力部１０４の詳細な構成を示す模式図
【図２Ｃ】図１に示す障害物検知装置１の出力例を示す模式図
【図３】図１に示す障害物検知装置１の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の第２の実施形態に係る障害物検知装置２の全体構成を示すブロック図
【図５】図４に示す出力部２０１の詳細な構成を示す模式図
【図６】図４に示す障害物検知装置２の出力例を示す模式図
【図７】図４に示す障害物検知装置２の動作を示すフローチャート
【図８】本発明の第３の実施形態に係る障害物検知装置３の全体構成を示すブロック図
【図９】図８に示す回転部３０３の詳細な構成を示す模式図
【図１０】図８に示す回転部３０３の車両への設置例を示す模式図
【図１１】図８に示す障害物検知装置３の動作を示すフローチャート
【図１２Ａ】図８に示す障害物検知装置３の第１の出力例を示す模式図
【図１２Ｂ】図８に示す障害物検知装置３の第２の出力例を示す模式図
【図１２Ｃ】図８に示す障害物検知装置３の第３の出力例を示す模式図
【図１２Ｄ】図８に示す障害物検知装置３の第４の出力例を示す模式図
【符号の説明】
【００６３】
１，２，３ 障害物検知装置
１０１ 送受信部
１０２ 信号処理部
１０３ 制御部
１０４，２０１ 出力部
１０５，２０２ 車両モデル
２０３ ケーシング
１０６，２０４ 発光部
２０５ 発光素子アレイ
２０６ 発光素子
３０１ 方位検出部
３０２ 進行方向検出部
３０３ 回転部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲に存在しうる障害物を検知する障害物検知装置であって、
車体表面に取り付けられており、自らが放射した放射波の反射波を受信可能な送受信部と、
前記送受信部により放射波が放射された第１の時刻と、反射波が受信された第２の時刻とに基づいて、前記障害物の存在を少なくとも検出する信号処理部と、
前記信号処理部の検出結果に基づいて、前記車両の周囲に障害物が存在することを出力する出力部とを備え、
前記出力部は、
前記車両をスケールダウンした車両モデルと、
前記車両モデルにおいて、前記送受信部の取り付け位置に相当する箇所に取り付けられており、前記信号処理部による検出結果に基づいて発光する発光素子を有する発光部とを含む、障害物検知装置。
【請求項２】
前記発光部は、前記送受信部の取り付け位置を基準として、前記車両モデルの周囲へと向かって配列される複数の発光素子からなる発光素子アレイを有しており、
前記信号処理部はさらに、前記障害物までの距離を算出し、算出した距離に基づいて、前記発光素子アレイを構成するいずれかの発光素子に第１の駆動信号を与え、
前記発光素子は、前記信号処理部から第１の駆動信号が与えられると発光する、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記障害物検知装置はさらに、
前記車両の現在の方位を検出する方位検出部と、
前記車両が現在前進しているか後退しているかを検出する進行方向検出部と、
前記車両モデルを回転させる回転部とを備え、
前記信号処理部は、前記送受信部が反射波を受信した場合、前記前記方位検出部及び進行方向検出部の検出結果に基づいて、前記車両モデルの回転量を算出して、前記回転部に第２の駆動信号を与え、
前記回転部は、前記信号処理部から第２の駆動信号が与えられると、算出された回転量だけ回転する、請求項１又は２に記載の障害物検知装置。
【請求項１】
車両の周囲に存在しうる障害物を検知する障害物検知装置であって、
車体表面に取り付けられており、自らが放射した放射波の反射波を受信可能な送受信部と、
前記送受信部により放射波が放射された第１の時刻と、反射波が受信された第２の時刻とに基づいて、前記障害物の存在を少なくとも検出する信号処理部と、
前記信号処理部の検出結果に基づいて、前記車両の周囲に障害物が存在することを出力する出力部とを備え、
前記出力部は、
前記車両をスケールダウンした車両モデルと、
前記車両モデルにおいて、前記送受信部の取り付け位置に相当する箇所に取り付けられており、前記信号処理部による検出結果に基づいて発光する発光素子を有する発光部とを含む、障害物検知装置。
【請求項２】
前記発光部は、前記送受信部の取り付け位置を基準として、前記車両モデルの周囲へと向かって配列される複数の発光素子からなる発光素子アレイを有しており、
前記信号処理部はさらに、前記障害物までの距離を算出し、算出した距離に基づいて、前記発光素子アレイを構成するいずれかの発光素子に第１の駆動信号を与え、
前記発光素子は、前記信号処理部から第１の駆動信号が与えられると発光する、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記障害物検知装置はさらに、
前記車両の現在の方位を検出する方位検出部と、
前記車両が現在前進しているか後退しているかを検出する進行方向検出部と、
前記車両モデルを回転させる回転部とを備え、
前記信号処理部は、前記送受信部が反射波を受信した場合、前記前記方位検出部及び進行方向検出部の検出結果に基づいて、前記車両モデルの回転量を算出して、前記回転部に第２の駆動信号を与え、
前記回転部は、前記信号処理部から第２の駆動信号が与えられると、算出された回転量だけ回転する、請求項１又は２に記載の障害物検知装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【公開番号】特開２００６−１４６９（Ｐ２００６−１４６９Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８１４１８（Ｐ２００４−１８１４１８）
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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