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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】物体検出装置、物体検出方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 15/931 20200101AFI20241001BHJP
【ＦＩ】
G01S15/931
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021114123
(22)【出願日】2021-07-09
(65)【公開番号】P2023010177
(43)【公開日】2023-01-20
【審査請求日】2023-07-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】脇田 幸典
(72)【発明者】
【氏名】菅江 一平
【審査官】▲高▼場 正光
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１２／１４０７６９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２１６７９０（ＤＥ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３０２０６９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／５２ － Ｇ０１Ｓ ７／６４
Ｇ０１Ｓ １５／００ － Ｇ０１Ｓ １５／９６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得する取得部と、前記取得部によって取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、斜辺の長さを前記複数回における所定の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第１の直角三角形の隣辺の長さと、斜辺の長さを前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第２の直角三角形の隣辺の長さと、の差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記物体の高さは前記送受信部の取り付け高さ未満であると判定する、物体検出装置。
【請求項2】
前記判定部は、前記複数回における所定の回の前記物体距離と前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離との差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記物体の高さは前記送受信部の取り付け高さ以上であると判定する、請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項3】
車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得する取得部と、前記取得部によって取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記複数回における所定の回の前記物体距離と前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離との差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、路面からの前記物体の上端の高さは前記路面からの前記送受信部の取り付け高さ以上であると判定し、斜辺の長さを前記複数回における所定の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第１の直角三角形の隣辺の長さと、斜辺の長さを前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第２の直角三角形の隣辺の長さと、の差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記路面からの前記物体の前記上端の高さは前記路面からの前記送受信部の取り付け高さ未満であると判定する、物体検出装置。
【請求項4】
前記車両の幅方向の位置が異なる複数の前記送受信部を備える、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の物体検出装置。
【請求項5】
物体検出装置で実行される物体検出方法であって、車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得するステップと、
取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定するステップと、
を含み、
前記判定するステップは、斜辺の長さを前記複数回における所定の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第１の直角三角形の隣辺の長さと、斜辺の長さを前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第２の直角三角形の隣辺の長さと、の差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記物体の高さは前記送受信部の取り付け高さ未満であると判定する、物体検出方法。
【請求項6】
物体検出装置で実行される物体検出方法であって、車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得するステップと、
取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定するステップと、
を含み、
前記判定するステップは、前記複数回における所定の回の前記物体距離と前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離との差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、路面からの前記物体の上端の高さは前記路面からの前記送受信部の取り付け高さ以上であると判定し、斜辺の長さを前記複数回における所定の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第１の直角三角形の隣辺の長さと、斜辺の長さを前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第２の直角三角形の隣辺の長さと、の差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記路面からの前記物体の前記上端の高さは前記路面からの前記送受信部の取り付け高さ未満であると判定する、物体検出方法。
【請求項7】
コンピュータを、車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定する判定部と、
として機能させ、
前記判定部は、斜辺の長さを前記複数回における所定の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第１の直角三角形の隣辺の長さと、斜辺の長さを前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第２の直角三角形の隣辺の長さと、の差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記物体の高さは前記送受信部の取り付け高さ未満であると判定する、プログラム。
【請求項8】
コンピュータを、車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定する判定部と、
として機能させ、
前記判定部は、前記複数回における所定の回の前記物体距離と前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離との差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、路面からの前記物体の上端の高さは前記路面からの前記送受信部の取り付け高さ以上であると判定し、斜辺の長さを前記複数回における所定の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第１の直角三角形の隣辺の長さと、斜辺の長さを前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第２の直角三角形の隣辺の長さと、の差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記路面からの前記物体の前記上端の高さは前記路面からの前記送受信部の取り付け高さ未満であると判定する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、物体検出装置、物体検出方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両の周囲に存在する物体の高さを判定する技術について検討されている。このような技術として、例えば、車両の異なる高さ位置や車両の異なる前後位置に複数の超音波センサを設置し、当該複数の超音波センサにより超音波を送受信することで、物体の高さを判定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１５－１０５９１５号公報
【文献】特開２０１４－２１５２８３号公報
【文献】特開２０１８－２０４９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のような従来の技術は、車両の異なる高さ位置や車両の異なる前後位置に複数の超音波センサを設置することを必要とするため、車両の設計の自由度が制限されることがある。
【0005】
そこで、本開示の課題の一つは、車両の設計の自由度を損なうことなく物体の高さを判定することが可能な物体検出装置、物体検出方法、及びプログラムを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一例としての物体検出装置は、車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得する取得部と、前記取得部によって取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定する判定部と、を備える。
【0007】
このような構成によれば、送受信部の位置によらず、物体距離と移動速度とに基づいて、物体の高さを判定することができる。よって、車両の設計の自由度を損なうことなく物体の高さを判定することができる。
【0008】
前記物体検出装置では、例えば、前記判定部は、前記複数回における所定の回の前記物体距離と前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離との差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記物体の高さは前記送受信部の取り付け高さ以上であると判定する。
【0009】
このような構成によれば、例えば、高さが送受信部の取り付け高さ以上の物体を検出することができる。
【0010】
前記物体検出装置では、例えば、前記判定部は、斜辺の長さを前記複数回における所定の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第１の直角三角形の隣辺の長さと、斜辺の長さを前記複数回における前記所定の回の後の回の前記物体距離とし対辺の長さを前記送受信部の取り付け高さとする第２の直角三角形の隣辺の長さと、の差分の絶対値と、前記移動速度に基づいて算出される前記所定の回から前記後の回までの前記車両の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、前記物体の高さは前記送受信部の取り付け高さ未満であると判定する。
【0011】
このような構成によれば、例えば、高さが送受信部の取り付け高さ未満である物体を検出することができる。
【0012】
前記物体検出装置は、例えば、前記車両の幅方向の位置が異なる複数の前記送受信部を備える。
【0013】
このような構成によれば、例えば、車両の幅方向に並べられた複数の送受信部ごとに物体の高さの判定をすることができる。よって、車両の周囲の比較的広範囲に位置する物体の高さを判定することができる。
【0014】
本開示の一例としての物体検出方法は、物体検出装置で実行される物体検出方法であって、車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得するステップと、取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定するステップと、を含む。
【0015】
このような構成によれば、送受信部の位置によらず、物体距離と移動速度とに基づいて、物体の高さを判定することができる。よって、車両の設計の自由度を損なうことなく物体の高さを判定することができる。
【0016】
本開示の一例としてのプログラムは、コンピュータを、車両に搭載された送受信部による送信波の送信と前記送受信部による物体からの反射波の受信との結果に基づいて検出される前記送受信部から前記物体までの距離である物体距離を複数回取得するともに、前記車両の移動速度を取得する取得部と、前記取得部によって取得された複数の前記物体距離と、前記移動速度と、に基づいて、前記物体の高さを判定する判定部と、として機能させる。
【0017】
このような構成によれば、送受信部の位置によらず、物体距離と移動速度とに基づいて、物体の高さを判定することができる。よって、車両の設計の自由度を損なうことなく物体の高さを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び効果は一例であって、本発明は以下の記載内容に限定されるものではない。
【0020】
図１は、実施形態に係る車両１の構成の一例を示す上面図である。車両１は、本実施形態に係る物体検出装置が搭載される車両の一例である。本実施形態に係る物体検出装置は、車両１から超音波を送信し物体からの反射波を受信することにより取得されるＴＯＦ（Time Of Flight）、ドップラーシフト情報等に基づき、車両１の周辺に存在する物体を検出する装置である。
【0021】
本実施形態に係る物体検出装置は、複数の送受信部２１Ａ～２１Ｈ（以下、複数の送受信部２１Ａ～２１Ｈを区別する必要がない場合には送受信部２１と略記する。）を有する。各送受信部２１は、車両１の外装としての車体２に設置され、車体２の外側へ向けて超音波（送信波）を送信し、車体２の外側に存在する物体からの反射波を受信する。図１に示す例では、車体２の前端部に複数（一例として４つ）の送受信部２１Ａ～２１Ｄが配置され、後端部に複数（一例として４つ）の送受信部２１Ｅ～２１Ｈが配置されている。複数の送受信部２１Ａ～２１Ｄは、車両１の幅方向の位置が異なる。また、複数の送受信部２１Ｅ～２１Ｈは、車両の幅方向の位置が異なる。なお、送受信部２１の数及び設置位置は上記例に限定されるものではない。
【0022】
図２は、実施形態に係る車両制御装置１０の構成の一例を示すブロック図である。車両制御装置１０は、物体検出装置１１及びＥＣＵ１２を含む。車両制御装置１０は、物体検出装置１１から出力される情報に基づいて車両１を制御するための処理を行う。
【0023】
物体検出装置１１は、複数の送受信部２１及び制御部２２を含む。各送受信部２１は、圧電素子等を利用して構成される振動子３１、増幅器等を含み、振動子３１の振動により超音波の送受信を実現するものである。具体的には、各送受信部２１は、振動子３１の振動に応じて発生する超音波を送信波として送信し、当該送信波が物体Оにより反射された反射波によりもたらされる振動子３１の振動を検出する。当該物体Оには、車両１が接触を避けるべき物体Ｏと、車両１が走行する路面Ｇとが含まれる。振動子３１の振動は、電気信号に変換され、当該電気信号に基づいて、物体Оからの反射波の強度（振幅）の経時的変化を示すエコー情報を取得できる。当該エコー情報に基づいて、送受信部２１（車体２）から物体Оまでの距離に対応するＴＯＦ等を取得できる。
【0024】
エコー情報は、１つの送受信部２１により取得されるデータに基づいて生成されてもよいし、複数の送受信部２１のそれぞれにより取得される複数のデータに基づいて生成されてもよい。例えば、車体２の前方の存在する物体Оについてのエコー情報は、車体２の前方に配置された４つの送受信部２１Ａ～２１Ｄ（図１参照）のうちの２つ以上により取得された２以上のデータ（例えば平均値等）に基づいて生成されてもよい。同様に、車体２の後方の存在する物体Оについてのエコー情報は、車体２の後方に配置された４つの送受信部２１Ｅ～２１Ｈ（図１参照）のうちの２つ以上により取得された２以上のデータに基づいて生成されてもよい。
【0025】
なお、図２に示す例では、送信波の送信と反射波の受信との両方が単一の振動子３１を利用して行われる構成が例示されているが、送受信部２１の構成はこれに限定されるものではない。例えば、送信波の送信用の振動子と反射波の受信用の振動子とが個別に設けられた構成のように、送信側と受信側とが分離された構成であってもよい。
【0026】
制御部２２は、入出力装置４１、記憶装置４２、及びプロセッサ４３を含む。入出力装置４１は、制御部２２と外部（送受信部２１、ＥＣＵ１２等）との間で情報の送受信を実現するためのインターフェースデバイスである。記憶装置４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶装置を含む。プロセッサ４３は、制御部２２の機能を実現するための各種処理を実行する集積回路であり、例えばプログラムに従い動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）、特定用途向けに設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を含む。プロセッサ４３は、記憶装置４２に記憶されたプログラムを読み出して実行することで各種の演算処理及び制御処理を実行する。
【0027】
ＥＣＵ１２は、物体検出装置１１等から取得される各種情報に基づき、車両１を制御するための各種処理を実行するユニットである。ＥＣＵ１２は、入出力装置５１、記憶装置５２、及びプロセッサ５３を有する。入出力装置５１は、ＥＣＵ１２と外部機構（物体検出装置１１、車速センサ５４、駆動機構、制動機構、操舵機構、変速機構、車内ディスプレイ、スピーカ等）との間で情報の送受信を実現するためのインターフェースデバイスである。記憶装置５２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の主記憶装置、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の補助記憶装置を含む。プロセッサ５３は、ＥＣＵ１２の機能を実現するための各種処理を実行する集積回路であり、例えばＣＰＵ、ＡＳＩＣ等を含む。プロセッサ５３は、記憶装置５２に記憶されたプログラムを読み出して各種の演算処理及び制御処理を実行する。
【0028】
車速センサ５４は、例えば、車両１の車輪の近傍に設けられたホール素子を有し、車輪の回転量又は単位時間当たりの回転数を検出するセンサである。車速センサ５４は、検出した回転量又は回転数を示す車輪速パルス数を、車速を算出するためのセンサ値として出力する。ＥＣＵ１２は、車速センサ５４から取得したセンサ値に基づいて車両１の移動速度（車速）や移動量等を算出することができる。
【0029】
図３は、実施形態に係る物体検出装置１１の機能構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る物体検出装置１１は、取得部１０１及び判定部１０２を含む。これらの機能的構成要素１０１，１０２は、図２に例示するような物体検出装置１１のハードウェア構成要素、及びファームウェア、プログラム等のソフトウェア構成要素の協働により実現される。
【0030】
取得部１０１は、各種情報を取得する。例えば、取得部１０１は、送受信部２１により取得されたデータを処理し、各種情報を生成する。取得部１０１は、例えば、振動子３１の振動に対応する電気信号に対する増幅処理、フィルタ処理、包絡線処理等を行い、送受信部２１により送信され物体Оにより反射された反射波の強度（振幅）の経時的変化を示すエコー情報を生成する。当該エコー情報に基づいて、車両１の周辺に存在する物体Оに対応するＴＯＦを検出し、送受信部２１（車体２）から物体Оまでの距離（以後、物体距離とも称する）を算出すなわち取得する。取得部１０１は、送受信部２１の送信波の送信及び反射波の受信である送受信ごとに物体距離を取得する。すなわち、取得部１０１は、物体距離を複数回取得する。
【0031】
図４は、実施形態において物体Ｏを検出する際のエコー情報の一例を示す図である。図４には、送受信部２１が送受信する超音波の強度の経時的変化を示すエコー情報としての包絡線Ｌ１１が例示されている。図４に示すグラフにおいて、横軸は時間（ＴＯＦ）に対応し、縦軸は送受信部２１により送受信される超音波の強度に対応する。
【0032】
包絡線Ｌ１１は、振動子３１の振動の大きさを示す強度の経時的変化を示している。この包絡線Ｌ１１からは、振動子３１がタイミングｔ０から時間Ｔａだけ駆動されて振動することで、タイミングｔ１で送信波の送信が完了し、その後タイミングｔ２に至るまでの時間Ｔｂの間、慣性による振動子３１の振動が減衰しながら継続する、ということが読み取れる。従って、図４に示されるグラフにおいては、時間Ｔｂが、いわゆる残響時間に対応する。
【0033】
包絡線Ｌ１１は、送信波の送信が開始したタイミングｔ０から時間Ｔｐだけ経過したタイミングｔ４で、振動子３１の振動の大きさが検出閾値Ｔｈ１以上となるピークを迎える。この検出閾値Ｔｈ１は、振動子３１の振動が検出対象である物体Ｏ（他車両、構造物、歩行者等）からの反射波の受信によってもたらされたものか、又は、検出対象の物体Ｏ以外の物体（例えば路面Ｇ等）からの反射波の受信によってもたらされたものかを識別するために設定される値である。検出閾値Ｔｈ１以上のピークを有する振動は、検出対象の物体Ｏからの反射波の受信によってもたらされたものとみなすことができる。
【0034】
本例の包絡線Ｌ１１では、タイミングｔ４以降で振動子３１の振動が減衰していることが示されている。従って、タイミングｔ４は、物体Ｏからの反射波の受信が完了したタイミング、換言すればタイミングｔ１で最後に送信された送信波が反射波として戻ってくるタイミングに対応する。
【0035】
また、包絡線Ｌ１１において、タイミングｔ４におけるピークの開始点としてのタイミングｔ３は、物体Ｏからの反射波の受信が開始したタイミング、換言すればタイミングｔ０で最初に送信された送信波が反射波として戻ってくるタイミングに対応する。従って、タイミングｔ３とタイミングｔ４との間の時間ΔＴは、送信波の送信時間としての時間Ｔａと等しくなる。
【0036】
以上のことから、ＴＯＦを利用して超音波の送受信元から物体Ｏまでの距離を求めるためには、送信波が送信され始めたタイミングｔ０と反射波が受信され始めたタイミングｔ３との間の時間Ｔｆを求めることが必要となる。この時間Ｔｆは、タイミングｔ０と反射波の強度が検出閾値Ｔｈ１を超えてピークを迎えるタイミングｔ４との差分としての時間Ｔｐから、送信波の送信時間としての時間Ｔａに等しい時間ΔＴを差し引くことで求めることができる。
【0037】
送信波が送信され始めたタイミングｔ０は、物体検出装置１１が動作を開始したタイミングとして容易に特定することができ、送信波の送信時間としての時間Ｔａは、設定等によって予め定められている。従って、反射波の強度が検出閾値Ｔｈ１以上となるピークを迎えるタイミングｔ４を特定することにより、送受信元から物体Ｏまでの距離（物体距離）を求めることができる。取得部１０１は、例えば上記のような方法により物体距離を算出する。
【0038】
また、取得部１０１は、車両１の移動速度をＥＣＵ１２から受信すなわち取得する。なお、取得部１０１は、車速センサ５４のセンサ値を受信して、当該センサ値に基づいて車両１の移動速度を算出してもよい。
【0039】
判定部１０２は、取得部１０１によって取得された複数の物体距離と、車両１の移動速度と、に基づいて、物体Оの高さ（以後、物体高さＨ２とも称する）を判定する。判定部１０２は、例えば、物体Оの高さが送受信部２１の取り付け高さ（以後、送受信部高さＨ１とも称する）以上であるか否かを判定することができる。ここで、物体Оの高さ及び送受信部２１の取り付け高さは、例えば路面Ｇからの高さである。すなわち、路面Ｇは、物体Оの高さ及び送受信部２１の高さの基準である。送受信部高さＨ１は、路面Ｇから送受信部２１の所定位置（例えば振動子３１の中心等）までの高さであり、既知の値である。
【0040】
図５は、実施形態に係る物体検出装置１１が実行する物体Оの高さの判定方法を説明する図であって、物体Оの高さが送受信部２１の取り付け高さ以上の場合の図である。判定部１０２は、下記の方法を用いて、物体Оの高さが送受信部２１の取り付け高さ以上であると判定することができる。ここで、図５は、送受信部２１が位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動するように車両１が移動し、位置Ｐ１と位置Ｐ２とのぞれぞれで送受信部２１の送受信が行われた場合の例である。すなわち、位置Ｐ１が送受信部２１による所定の回の送受信が行われた位置であり、位置Ｐ２が送受信部２１による所定の回の後の回（一例として次の回）の送受信が行われた位置である。このときの車両１の移動距離Ｙは、位置Ｐ２と位置Ｐ１との間の距離であり、車両１の移動速度と、上記所定の回から上記後の回までの時間と、の積によって算出される。ここで、所定の回すなわち位置Ｐ１における送受信部２１と物体Оとの距離を距離Ｆ１とし、所定の回の後の回すなわち位置Ｐ２における送受信部２１と物体Оとの距離を距離Ｆ２とする。判定部１０２は、距離Ｆ１と距離Ｆ２との差分の絶対値と、車両１の移動距離Ｙと、の差分の絶対値が、閾値Ｋ以下の場合に、物体高さＨ２は送受信部高さＨ１以上であると判定する。すなわち、判定部１０２は、下記の式（１）が成立する場合に、物体高さＨ２は送受信部高さＨ１以上であると判定する。
｜｜（Ｆ１－Ｆ２）｜－Ｙ｜≦Ｋ ・・・（１）
｜｜（Ｆ１－Ｆ２）｜－Ｙ｜≦Ｋ ・・・（１）
【0041】
ここで、閾値Ｋは、一例として「０」である。すなわち、判定部１０２は、距離Ｆ１と距離Ｆ２との差分の絶対値と、車両１の移動距離Ｙとが一致した場合に、物体高さＨ２は送受信部高さＨ１以上であると判定する。なお、閾値Ｋは、「０」よりも大きい値であってもよい。例えば、閾値Ｋは、ＴОＦのばらつきに応じた距離Ｆ１のばらつきと距離Ｆ２とのばらつきとの差分の最大値であってもよく、例えば、２～３［ｃｍ］であってよい。換言すると、判定部１０２は、距離Ｆ１と距離Ｆ２との差分の絶対値と、車両１の移動距離Ｙと、の差分の絶対値が、予め決められた範囲内である場合に、物体高さＨ２は送受信部高さＨ１以上であると判定してもよい。なお、閾値は、上記に限定されず、送受信部２１の取り付け位置のばらつき等を考慮して設定されてよい。また、上記所定の回から次の回までの時間は、検出周期とも称される。また、所定の回は、任意の回や基準回、ある回等とも称される。
【0042】
図６は、実施形態に係る物体検出装置１１が実行する物体Оの高さの判定方法を説明する図であって、物体Оの高さが送受信部２１の取り付け高さ未満の場合の図である。判定部１０２は、下記の方法を用いて、物体Оの高さが送受信部２１の取り付け高さ未満であると判定することができる。ここで、図６は、図５と同様に、送受信部２１が位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動するように車両１が移動し、位置Ｐ１と位置Ｐ２とのぞれぞれで送受信部２１の送受信が行われた場合の例である。
【0043】
判定部１０２は、位置Ｐ１，Ｐ２ごとに直角三角形Ｒ１，Ｒ２を作成して、当該直角三角形Ｒ１，Ｒ２に基づいて物体Оの高さを判定する。直角三角形Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ、斜辺Ｒ１ａ，Ｒ２ａと、対辺Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂと、隣辺Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃと、を有する。直角三角形Ｒ１は、第１の直角三角形の一例であり、直角三角形Ｒ２は、第２の直角三角形の一例である。
【0044】
斜辺Ｒ１ａ，Ｒ２ａは、各位置Ｐ１，Ｐ２での送受信部２１と物体Оとに亘る辺であり、斜辺Ｒ１ａ，Ｒ２ａの長さは、各位置Ｐ１，Ｐ２での距離Ｆ１，Ｆ２である。
【0045】
対辺Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂは、路面Ｇと送受信部２１とに亘る辺であり、対辺Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂの長さは、送受信部高さＨ１である。
【0046】
隣辺Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃは、車両１の移動方向に沿った辺であって、路面Ｇに沿う。隣辺Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃの長さＤ１，Ｄ２は、以下の式（２）、（３）で示される。
Ｄ１＝√（（Ｆ１）２－（Ｈ１）２） ・・・（２）
Ｄ２＝√（（Ｆ２）２－（Ｈ１）２） ・・・（３）
Ｄ１＝√（（Ｆ１）２－（Ｈ１）２） ・・・（２）
Ｄ２＝√（（Ｆ２）２－（Ｈ１）２） ・・・（３）
【0047】
判定部１０２は、隣辺Ｒ１ｃの長さＤ１と隣辺Ｒ２ｃの長さＤ２との差分の絶対値と、車両１の移動速度に基づいて算出される所定の回から後の回までの車両１の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、物体高さＨ２は送受信部高さＨ１未満であると判定する。すなわち、判定部１０２は、下記の式（４）が成立する場合に、物体高さＨ２は送受信部高さＨ１未満であると判定する。
｜｜（Ｄ１－Ｄ２）｜－Ｙ｜≦Ｋ ・・・（４）
｜｜（Ｄ１－Ｄ２）｜－Ｙ｜≦Ｋ ・・・（４）
【0048】
なお、物体高さＨ２が送受信部高さＨ１未満である物体Оは、低物体や低段差とも称される。また、物体０は、障害物とも称される。また、検出対象（判定対象、静止対象）の物体Оが壁の場合、反射波がマルチパスとなり物体Оと路面Ｇとの境界からも送受信部２１に反射する場合が有り得るが、この場合の反射波も壁からの反射波であるとして上記処理を行ってよい。
【0049】
【0050】
取得部１０１が、物体距離及び車両１の移動距離を取得する（Ｓ１０１）。物体距離は、送受信部２１によるＮ回（一例として２回）の超音波の送受信のそれぞれにおける物体距離である。ここで、上記Ｎ回が２回の場合には、所定の回は、１回目の回であり、後の回は、２回目の回である。
【0051】
次に、判定部１０２が、｜｜（Ｆ１－Ｆ２）｜－Ｙ｜≦Ｋであるか否かを判定する（Ｓ１０２）。判定部１０２は、｜｜（Ｆ１－Ｆ２）｜－Ｙ｜≦Ｋであると判定した場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、物体高さは送受信部高さ以上であると判定する（Ｓ１０３）。判定部１０２は、｜｜（Ｆ１－Ｆ２）｜－Ｙ｜≦Ｋではないと判定した場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、Ｓ１０４に進む。
【0052】
Ｓ１０４において、判定部１０２は、｜｜（Ｄ１－Ｄ２）｜－Ｙ｜≦Ｋであるか否かを判定する。判定部１０２は｜｜（Ｄ１－Ｄ２）｜－Ｙ｜≦Ｋであると判定した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、物体高さは送受信部高さ未満であると判定する（Ｓ１０５）。判定部１０２は、｜｜（Ｄ１－Ｄ２）｜－Ｙ｜≦Ｋではないと判定した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、物体高さを判定せずに（Ｓ１０６）、Ｓ１０１に戻る。
【0053】
以上のように、本実施形態の物体検出装置１１は、取得部１０１と、判定部１０２と、を備える。取得部１０１は、車両１に搭載された送受信部２１による送信波の送信と送受信部２１による物体Оからの反射波の受信との結果に基づいて検出される送受信部２１から物体Оまでの距離である物体距離を複数回取得するともに、車両１の移動速度を取得する。判定部１０２は、取得部１０１によって取得された複数の物体距離と、移動速度と、に基づいて、物体Оの高さを判定する。
【0054】
このような構成によれば、送受信部２１の位置によらず、物体距離と移動速度とに基づいて、物体Оの高さを判定することができる。よって、車両１の設計の自由度を損なうことなく物体Оの高さを判定することができる。
【0055】
また、判定部１０２は、複数回における所定の回の物体距離と複数回における所定の回の後の回の物体距離との差分の絶対値と、移動速度に基づいて算出される所定の回から後の回までの車両１の移動距離と、の差分の絶対値が、閾値以下の場合に、物体Оの高さは送受信部２１の取り付け高さ以上であると判定する。
【0056】
このような構成によれば、例えば、高さが送受信部２１の取り付け高さ以上の物体Оを検出することができる。
【0057】
また、判定部１０２は、斜辺Ｒ１ａの長さを複数回における所定の回の物体距離とし対辺Ｒ１ｂの長さを送受信部２１の取り付け高さとする直角三角形Ｒ１（第１の三角形）の隣辺Ｒ１ｃの長さと、斜辺Ｒ２ａの長さを複数回における所定の回の後の回の物体距離とし対辺Ｒ１ｂの長さを送受信部２１の取り付け高さとする直角三角形Ｒ２（第２の三角形）の隣辺Ｒ１ｃの長さと、の差分の絶対値と、移動速度に基づいて算出される所定の回から後の回までの車両１の移動距離との差分の絶対値が、閾値以下の場合に、物体Оの高さは送受信部２１の取り付け高さ未満であると判定する。
【0058】
このような構成によれば、例えば、高さが送受信部２１の取り付け高さ未満である物体Оを検出することができる。
【0059】
また、物体検出装置１１は、車両１の幅方向に並べられた複数の送受信部２１を備える。
【0060】
このような構成によれば、例えば、車両１の幅方向に並べられた複数の送受信部２１ごとに物体Оの高さの判定をすることができる。よって、車両１の周囲の比較的広範囲に位置する物体Оの高さを判定することができる。また、複数の送受信部２１ごとに物体Оの高さ判定の処理を実行することができるので、例えば、近距離に物体Оとして段差が近距離に複数有る場合でも、それぞれの段差に対して高さの判定処理を行うことができるので、複数の段差を一つの壁と誤判定するのが抑制されやすい。
【0061】
上記実施形態における各種機能を実現するための処理をコンピュータ（例えば制御部２２のプロセッサ４３、ＥＣＵ１２のプロセッサ５３等）に実行させるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供することが可能なものである。また、当該プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布されてもよい。
【0062】
なお、上記の例では、Ｓ１０１において、取得部１０１が、送受信部２１による２回の超音波の送受信のそれぞれにおける物体距離と車両１の移動距離とを取得した例が示されたが、これに限定されない。例えば、Ｓ１０１において、取得部１０１は、送受信部２１による３回以上の超音波の送受信のそれぞれにおける物体距離と車両１の移動距離とを取得してもよい。この場合には、例えば、送受信部２１による連続する２回の超音波の送受信ごとに、距離Ｆ１と距離Ｆ２と車両１の移動距離とそれぞれ取得する。すなわち、取得部１０１は、複数の距離Ｆ１と複数の距離Ｆ２と車両１の複数の移動距離とを取得する。そして、判定部１０２は、複数の距離Ｆ１の平均値と、複数の距離Ｆ２１の平均値と、複数の移動距離の平均値と、を用いて、Ｓ１０２以降の処理を行ってもよい。
【0063】
ここで、複数の送受信部２１が車両１の上下方向にずれて配置されていない場合には、送受信部高さよりも高い位置にある物体О（例えば、駐車場の出入口において路面Ｇの上方に設置され水平方向に延びる遮断棒等）に対しては、物体Оと路面Ｇとの境界からの反射波と判定する可能性がある。この場合には、複数の送受信部２１を車両１の上下方向にずれして配置して、各送受信部２１の送受信に対して上記処理を実行することにより、送受信部２１の高さ位置と、送受信部２１の送受信結果とに基づいて、物体Оが送受信部高さよりも高い位置にあるのか否かを判定することができ、ひいては、物体Оが遮断棒等の場合に段差と誤判定するのが抑制される。
【0064】
以上、本開示の実施形態について説明したが、上述した実施形態及びその変形例はあくまで例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態及び変形例は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、及び変更を行うことができる。上述した実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0065】
１…車両、１１…物体検出装置、２１，２１Ａ～２１Ｈ…送受信部、１０１…取得部、１０２…判定部、Ｏ…物体、Ｒ１…直角三角形（第１の直角三角形）、Ｒ２…直角三角形（第２の直角三角形）、Ｒ１ａ，Ｒ２ａ…斜辺、Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂ…対辺、Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃ…隣辺。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】