(57)【要約】【課題】センサ装置の異常の有無を検知できる異常検知システム、移動体、異常検知方法及びプログラムを提供する。【解決手段】異常検知システム４は、入力部４１と、判定部４２と、を備える。入力部４１は、受波信号Ｓ２の入力を受け付ける。受波信号Ｓ２は、送波された検知波Ｗ１が物体Ｂ１で反射されて生じる反射波Ｗ２をセンサ装置３が受波することで生成される。判定部４２は、検知波Ｗ１が送波された後の判定期間のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の強度が判定閾値を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。【選択図】図１
2020148680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送波された検知波が物体で反射されて生じる反射波をセンサ装置が受波することで生成される受波信号の入力を受け付ける入力部と、
前記検知波が送波された後の判定期間のうち、前記入力部に入力された前記受波信号の強度が判定閾値を上回った時間が占める割合に基づいて、前記センサ装置の異常の有無を判定する判定部と、を備える、
異常検知システム。
【請求項２】
前記判定期間の開始時点は、前記検知波の送波が開始されてから所定の遅延時間が経過した時点である、
請求項１に記載の異常検知システム。
【請求項３】
前記判定部は、前記判定期間のうち、前記入力部に入力された前記受波信号の強度が前記判定閾値を上回った時間が占める割合に基づいて、前記センサ装置に氷又は雪が付着するという異常の有無を判定する、
請求項１又は２に記載の異常検知システム。
【請求項４】
前記判定期間において、前記判定閾値は、時間が経過することに応じて変化する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の異常検知システム。
【請求項５】
前記判定期間及び前記判定閾値のうち少なくとも一方は、前記検知波の周波数に関する条件ごとに設定される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の異常検知システム。
【請求項６】
前記判定部は、前記判定期間のうち、前記入力部に入力された前記受波信号の強度が前記判定閾値を上回った時間が占める割合が所定の割合を超えたか否かに基づいて、前記センサ装置の異常の有無を判定し、
前記所定の割合は、前記検知波の周波数に関する条件ごとに設定される、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の異常検知システム。
【請求項７】
前記判定部が前記センサ装置の異常の有無を判定する条件は、温度センサにより検出された前記センサ装置の温度に関する条件を含む、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の異常検知システム。
【請求項８】
前記センサ装置を更に備える、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の異常検知システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の異常検知システムと、
前記異常検知システムが搭載された移動体本体と、を備える、
移動体。
【請求項１０】
送波された検知波が物体で反射されて生じる反射波をセンサ装置が受波することで生成される受波信号の入力を受け付ける入力ステップと、
前記検知波が送波された後の判定期間のうち、前記入力部に入力された前記受波信号の強度が判定閾値を上回った時間が占める割合に基づいて、前記センサ装置の異常の有無を判定する判定ステップと、を備える、
異常検知方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の異常検知方法を、１以上のプロセッサに実行させるための、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は異常検知システム、移動体、異常検知方法及びプログラムに関し、より詳細には、センサ装置の異常の有無を検知する異常検知システム、移動体、異常検知方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１記載の物体検知装置は、検知部と、判定部とを備えている。検知部は、機械的な振動を電気信号に変換する受信部が、送信部から間欠的に送信される超音波の反射波を受信するか否かに基づいて物体の有無を検知する。判定部は、超音波の送信の開始時点から所定時間内に設定された複数の判定区間においてそれぞれ検知された複数の電気信号の波形の相関値が規定値以上の場合には送信部が異常と判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６６９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、センサ装置の異常の有無を検知できる異常検知システム、移動体、異常検知方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る異常検知システムは、入力部と、判定部と、を備える。前記入力部は、受波信号の入力を受け付ける。前記受波信号は、送波された検知波が物体で反射されて生じる反射波をセンサ装置が受波することで生成される。前記判定部は、前記検知波が送波された後の判定期間のうち、前記入力部に入力された前記受波信号の強度が判定閾値を上回った時間が占める割合に基づいて、前記センサ装置の異常の有無を判定する。
【０００６】
本開示の一態様に係る移動体は、前記異常検知システムと、前記異常検知システムが搭載された移動体本体と、を備える。
【０００７】
本開示の一態様に係る異常検知方法は、入力ステップと、判定ステップと、を備える。前記入力ステップは、受波信号の入力を受け付ける。前記受波信号は、送波された検知波が物体で反射されて生じる反射波をセンサ装置が受波することで生成される。前記判定ステップは、前記検知波が送波された後の判定期間のうち、前記入力部に入力された前記受波信号の強度が判定閾値を上回った時間が占める割合に基づいて、前記センサ装置の異常の有無を判定する。
【０００８】
本開示の一態様に係るプログラムは、前記異常検知方法を、１以上のプロセッサに実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示は、センサ装置の異常の有無を検知できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一実施形態に係る異常検知システム及び移動体のブロック図である。
【図２】図２は、同上の移動体が物体を検知する検知領域を示す説明図である。
【図３】図３は、同上の移動体のうちセンサ装置の取付箇所の拡大図である。
【図４】図４は、同上の移動体のセンサ装置に氷が付着している場合において、短距離検知モードにおける発振信号の波高値及び受波信号の波高値の測定値を示すグラフである。
【図５】図５は、同上の移動体のセンサ装置に氷が付着していない場合において、短距離検知モードにおける発振信号の波高値及び受波信号の波高値の測定値を示すグラフである。
【図６】図６は、同上の移動体のセンサ装置に氷が付着している場合において、長距離検知モードにおける発振信号の波高値及び受波信号の波高値の測定値を示すグラフである。
【図７】図７は、同上の移動体のセンサ装置に氷が付着していない場合において、長距離検知モードにおける発振信号の波高値及び受波信号の波高値の測定値を示すグラフである。
【図８】図８は、同上の異常検知システムの動作例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、変形例に係る異常検知システムに用いられる判定閾値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る異常検知システム、移動体、異常検知方法及びプログラムについて、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１２】
図１、図２に示すように、本実施形態の移動体１は、処理回路２と、移動体本体１１とを備えている。移動体１は、例えば、自動車等の車両、船、航空機、フォークリフト、又は、移動ロボット等である。本実施形態では、移動体１が自動車であるとして説明する。処理回路２は、移動体１が備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）に含まれている。そのため、処理回路２は、例えば、プロセッサ及びメモリを主構成とするマイクロコントローラにより構成されている。プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、処理回路２としての機能が実現される。
【００１３】
移動体１は、センサ装置３と、発振回路６１と、増幅回路６２と、フィルタ６３と、温度センサ６４とを更に備えている。処理回路２は、異常検知システム４と、物体検知部５１と、送波制御部５２とを有している。異常検知システム４は、入力部４１と、判定部４２とを備えている。入力部４１は、センサ装置３から出力される受波信号Ｓ２の入力を受け付ける。判定部４２は、受波信号Ｓ２に基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。判定部４２により判定されるセンサ装置３の異常は、例えば、センサ装置３の送波部３１及び／又は受波部３２に氷、雪、ごみ又は砂等の異物が付着することである。物体検知部５１は、受波信号Ｓ２に基づいて、物体Ｂ１の有無を検知する。物体Ｂ１は、例えば、壁、フェンス、ポール、電柱、人、又は、移動体１以外の自動車等である。本実施形態では、物体Ｂ１は壁とする。
【００１４】
センサ装置３は、例えば、超音波センサである。センサ装置３は、例えば、自動車（移動体１）のバンパ１１１に取り付けられている。センサ装置３は、送波部３１と、受波部３２とを有している。センサ装置３は、検知領域１１０における物体Ｂ１の有無を検知するために用いられる。図２では、検知領域１１０を１点鎖線で囲んで図示しているが、この１点鎖線は説明のために図示したものであって、実体を伴わない。検知領域１１０は、例えば、移動体本体１１の外部であって、移動体１の進行方向（前方）の領域である。
【００１５】
送波部３１は、所定周波数を有する発振信号Ｓ１が入力されると、上記所定周波数を有する検知波Ｗ１を検知領域１１０に送波する。送波部３１は、発振信号Ｓ１に応じて検知波Ｗ１を間欠的に送波する。本実施形態において、検知波Ｗ１は、超音波である。しかし、送波部３１は、超音波の代わりに電波を送波してもよい。送波部３１は、発振信号Ｓ１を増幅する増幅器を備えていてもよい。
【００１６】
受波部３２は、検知波Ｗ１が検知領域１１０に存在する物体Ｂ１で反射されて生じる反射波Ｗ２を受波して受波信号Ｓ２を生成する。すなわち、受波部３２は、受波した超音波（反射波Ｗ２）を、電気信号である受波信号Ｓ２に変換する。受波部３２は、受波信号Ｓ２を増幅する増幅器を備えていてもよい。
【００１７】
本明細書において、受波信号Ｓ２の強度とは、受波部３２に反射波Ｗ２が入力されていないときの受波信号Ｓ２の電圧を基準とする、受波信号Ｓ２の電圧の変化量の絶対値を意味する。本実施形態では、受波部３２に反射波Ｗ２が入力されていないときの受波信号Ｓ２の電圧は、４．５［Ｖ］である（図４の時間８０［ｍｓ］等を参照）。そのため、受波信号Ｓ２の強度は、受波信号Ｓ２の電圧と４．５［Ｖ］との差の絶対値である。つまり、４．５［Ｖ］を基準とする受波信号Ｓ２の波高値が、受波信号Ｓ２の強度に相当する。
【００１８】
発振回路６１は、例えば水晶発振子を用いた発振回路である。発振回路６１は、所定周波数を有する発振信号Ｓ１（正弦波信号）を送波部３１に出力する。ここでは「所定周波数」は、例えば数十キロヘルツ（本実施形態では４０ｋＨｚ）であり、送波部３１から送波すべき検知波Ｗ１の周波数と同じ周波数に設定される。発振回路６１は、送波制御部５２からの制御信号に応じて、発振信号Ｓ１の出力を開始、又は終了する。本実施形態では、発振回路６１は、発振信号Ｓ１を連続的に出力している。したがって、送波部３１が送波する検知波Ｗ１は連続波となる。
【００１９】
送波制御部５２は、発振回路６１に制御信号を出力することにより、発振信号Ｓ１の周波数を制御する。送波制御部５２は、動作モードとして、短距離検知モードと、長距離検知モードとを有している。送波制御部５２は、短距離検知モードの際の発振信号Ｓ１の周波数を、長距離検知モードの際の発振信号Ｓ１の周波数よりも大きくする。送波制御部５２は、例えば、受波信号Ｓ２の強度に応じて、短距離検知モードと長距離検知モードとを切り替える。より詳細には、送波制御部５２は、受波信号Ｓ２の強度が所定の閾値以上の場合は、短距離検知モードで動作し、受波信号Ｓ２の強度が所定の閾値未満の場合は、長距離検知モードで動作する。
【００２０】
増幅回路６２は、受波部３２から出力された受波信号Ｓ２を所定のゲインで増幅する。
【００２１】
フィルタ６３は、例えば、バンドパスフィルタを含んでいる。フィルタ６３は、増幅器６２により増幅された受波信号Ｓ２のノイズを除去する。
【００２２】
温度センサ６４は、例えば、サーミスタ又はサーモパイルである。温度センサ６４は、センサ装置３の周囲に配置されている。温度センサ６４は、温度の検出結果を異常検知システム４に出力する。
【００２３】
異常検知システム４は、入力部４１及び判定部４２に加えて、設定部４３と、メモリ４４と、報知部４５とを備えている。
【００２４】
入力部４１は、フィルタ６３と電気的に接続するための端子と、アナログ・デジタルコンバータとを含んでいる。入力部４１は、受波信号Ｓ２の入力を受け付ける。受波部３２で生成された受波信号Ｓ２は、増幅回路６２及びフィルタ６３を通過して、入力部４１に入力され、デジタル信号に変換される。すなわち、異常検知システム４は、受波信号Ｓ２の強度（波高値）の測定値を、デジタル信号として取得する。
【００２５】
判定部４２は、判定期間Ｐ１（図４参照）のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ１の強度が判定閾値Ｔｈ１（図４参照）を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。判定期間Ｐ１は、センサ装置３の送波部３１から検知波Ｗ１が送波された後の期間である。メモリ４４には、判定期間Ｐ１の長さの予め決められた設定値が記録されている。また、メモリ４４には、予め決められた判定閾値Ｔｈ１が記録されている。
【００２６】
設定部４３は、判定期間Ｐ１の開始時点を設定する。より詳細には、設定部４３は、判定期間Ｐ１の開始時点を、センサ装置３が検知波Ｗ１の送波を開始してから所定の遅延時間が経過した時点に設定する。メモリ４４には、「所定の遅延時間」の長さの予め決められた設定値が記録されている。
【００２７】
報知部４５は、例えば、ランプ又はブザー等を含んでいる。報知部４５は、センサ装置３に異常が有ると判定部４２が判定した場合に、異常が有ることを、光又は音（音声を含む）によって利用者（車両の運転者又は同乗者）に報知する。
【００２８】
物体検知部５１は、センサ装置３に残響が発生していると想定される期間を除いた期間において、受波信号Ｓ２の波高値（強度）が閾値を上回ったか否かを判定する。受波信号Ｓ２の波高値が閾値を上回った場合は、物体検知部５１は、検知領域１１０に物体Ｂ１が存在すると判定する。受波信号Ｓ２の波高値が閾値を上回らない場合は、物体検知部５１は、検知領域１１０に物体Ｂ１が存在しないと判定する。閾値は、メモリ４４に予め記録されている。
【００２９】
また、物体検知部５１は、送波部３１が検知波Ｗ１を送波してから、受波部３２が反射波Ｗ２を受波するまでの時間に基づいて、センサ装置３から物体Ｂ１までの距離を求める。ここで、音速は、気温が高いほど速いので、物体検知部５１は、温度センサ６４で検出された温度の検出値を用いて、センサ装置３から物体Ｂ１までの距離を補正する。
【００３０】
図３に示すように、移動体１は、バンパ１１１を備えている。また、移動体１は、センサ装置３を保持しているハウジングと、ハウジングを保持しているベゼル３４と、緩衝用ゴム３５とを備えている。
【００３１】
ベゼル３４は、例えば合成樹脂成形品である。ベゼル３４は、移動体本体１１のバンパ１１１に取り付けられている。ベゼル３４は、例えば、バンパ１１１に形成された貫通孔に通された状態で、バンパ１１１のうち貫通孔の周縁部を挟んだ状態で固定されている。このようにしてベゼル３４がバンパ１１１に取り付けられた状態で、ハウジングと、ハウジングに保持されたセンサ装置３とがベゼル３４に取り付けられる。
【００３２】
緩衝用ゴム３５は、センサ装置３とバンパ１１１との間に配置されている。これにより、緩衝用ゴム３５は、走行時の移動体本体１１の振動がセンサ装置３に伝わることを抑制する。
【００３３】
センサ装置３は、検知波Ｗ１を送波し反射波Ｗ２を受波するための送受波面３０を有している。送受波面３０は、バンパ１１１に形成された貫通孔の外部に露出している。
【００３４】
移動体１には、センサ装置３とベゼル３４とに跨るように氷又は雪等が付着する可能性がある。例えば、図３の領域Ａ１又はＡ２で示すように氷又は雪が付着する可能性がある。この場合、氷又は雪等が付着していない場合と比較して、センサ装置３とベゼル３４との間で振動が伝わりやすくなり、センサ装置３の残響期間が延長される可能性がある。すると、検知領域１１０に物体Ｂ１が存在しないにも関わらず、延長された残響期間において、受波信号Ｓ２の波高値が、物体検知部５１で物体Ｂ１の有無の判定に用いられる閾値を上回る可能性がある。そのため、物体検知部５１は、検知領域１１０に物体Ｂ１が存在すると判定する可能性がある。すなわち、物体検知部５１は、センサ装置３からの受波信号Ｓ２に基づいて検知領域１１０における物体Ｂ１の有無を正常に検知できない可能性がある。言い換えると、物体検知部５１は、受波信号Ｓ２のうち物体Ｂ１からの反射波Ｗ２に基づく成分と、残響成分とを区別して判定できない可能性がある。
【００３５】
そこで、判定部４２は、正常時よりも残響期間が延長されているか否かを判定することで、センサ装置３の異常の有無を判定する。以下、判定部４２がセンサ装置３の異常の有無を判定する処理の詳細を説明する。
【００３６】
図４、図５はそれぞれ、送波制御部５２の動作モードが短距離検知モードの場合における発振信号Ｓ１の波高値と、受波信号Ｓ２の波高値の測定値との一例を示す。図４、図５において、発振信号Ｓ１の波形は同じである。図６、図７はそれぞれ、送波制御部５２の動作モードが長距離検知モードの場合における発振信号Ｓ１の波高値と、受波信号Ｓ２の波高値の測定値との一例を示す。図６、図７において、発振信号Ｓ１の波形は同じである。
【００３７】
また、図４、図６の受波信号Ｓ２の波高値の測定値はそれぞれ、センサ装置３の送波部３１及び／又は受波部３２に氷が付着している場合の測定値を示す。図５、図７の受波信号Ｓ２の波高値の測定値はそれぞれ、センサ装置３の送波部３１及び受波部３２に氷が付着していない場合の測定値を示す。
【００３８】
また、図４〜図７の受波信号Ｓ２の波高値の測定値はそれぞれ、センサ装置３の検知領域１１０に物体Ｂ１が存在する場合の測定値を示す。図５では、センサ装置３から物体Ｂ１までの距離は、０．７ｍである。図７では、センサ装置３から物体Ｂ１までの距離は、１．５ｍである。図４におけるセンサ装置３から物体Ｂ１までの距離は、図６におけるセンサ装置３から物体Ｂ１までの距離よりも短い。
【００３９】
図４〜図７のそれぞれの縦軸の数値は、発振信号Ｓ１の波高値と、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の波高値の測定値とであり、単位はＶ（ボルト）である。図４〜図７のそれぞれの横軸の数値は、時間であり、単位はｍｓ（ミリ秒）である。横軸の原点（０ｍｓ）は、センサ装置３が検知波Ｗ１の送波を開始した時点に設定してある。すなわち、横軸の数値は、センサ装置３が検知波Ｗ１の送波を開始してからの経過時間である。
【００４０】
上述の通り、設定部４３は、判定期間Ｐ１の開始時点を、センサ装置３が検知波Ｗ１の送波を開始してから所定の遅延時間が経過した時点に設定する。本実施形態では、遅延時間は１０ｍｓである。本実施形態では、判定期間Ｐ１は、横軸の時間が１０ｍｓから２０ｍｓまでの範囲である。センサ装置３が検知波Ｗ１の送波を開始してから遅延時間が経過するまでの期間は、センサ装置３に残響が発生している期間である残響期間を含む。すなわち、設定部４３は、センサ装置３の動作が正常である時の残響期間の少なくとも一部が判定期間Ｐ１よりも前の期間となるように、判定期間Ｐ１の開始時点を設定する。図４〜図７では、残響期間が横軸の０ｍｓに対応する時点から始まっている。図５、図７では、残響期間の長さは、２〜３ｍｓである。図５、図７では、受波信号Ｓ２のうち残響に対応する成分をそれぞれ、成分４０１、６０１と表す。図４、図６では、図５、図７に対して残響時間が延長されている。図４では、受波信号Ｓ２において残響に対応する成分が、横軸のおよそ０ｍｓから３０ｍｓまでの範囲に存在する。図６では、受波信号Ｓ２において残響に対応する成分が、横軸のおよそ０ｍｓから３５ｍｓまでの範囲に存在する。
【００４１】
物体Ｂ１での多重反射により、受波信号Ｓ２は、１つの物体Ｂ１からの反射波Ｗ２に対応する成分を複数含む場合がある。図５では、受波信号Ｓ２のうち物体Ｂ１からの反射波Ｗ２に対応する成分の少なくとも一部を、成分４０２、４０３と表す。また、図７では、受波信号Ｓ２のうち物体Ｂ１からの反射波Ｗ２に対応する成分の少なくとも一部を、成分６０２、６０３と表す。
【００４２】
判定期間Ｐ１において、判定部４２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ１の波高値（強度）が判定閾値Ｔｈ１を上回るか否かを判定する（ステップＳＴ１：図８参照）。そして、判定部４２は、判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ１の波高値（強度）が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合を求める。判定閾値Ｔｈ１は、ここでは、３．５［Ｖ］とする。本実施形態では、受波部３２に反射波Ｗ２が入力されていないときの受波信号Ｓ２の電圧は、４．５［Ｖ］である。そして、本実施形態では、受波信号Ｓ２の電圧が１［Ｖ］を下回ることが、受波信号Ｓ１の波高値（強度）が判定閾値Ｔｈ１を上回ることに相当する。
【００４３】
判定部４２は、判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の波高値（強度）が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合が「所定の割合」を超えたか否かに基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する（ステップＳＴ２）。本実施形態では、所定の割合は、６０％である。以下では、判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の波高値（強度）が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合が所定の割合を超えることを、「判定条件を満たす」と称す。
【００４４】
入力部４１のアナログ・デジタルコンバータは、所定のサンプリング周期で受波信号Ｓ２の波高値の測定値を取得する。すなわち、受波信号Ｓ２の波高値の測定値は、サンプリング周期ごとに取得される。判定部４２は、判定期間Ｐ１において取得された複数の測定値のうち、判定閾値Ｔｈ１を上回った測定値の個数を求めることで、判定条件を満たすか否かを判定する。サンプリング周期は、例えば、１００μｓである。この場合、１０ｍｓの長さの判定期間Ｐ１の間に、受波信号Ｓ２の波高値の測定値が１００個取得される。判定部４２は、１００個の測定値のうち判定閾値Ｔｈ１を上回った測定値が６０個を超えた場合に、判定条件を満たしたと判定する。
【００４５】
上述の通り、送波部３１は、検知波Ｗ１を間欠的に送波する。これに応じて、受波部３２は、受波信号Ｓ２を間欠的に入力部４１に出力する。つまり、入力部４１には、受波信号Ｓ２が間欠的に複数回入力される。判定部４２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２が判定条件を満たす状態が所定の回数（ここでは、５回）以上連続した場合に（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）、センサ装置３に異常が有ると判定する。すると、報知部４５は、光又は音を発することにより異常を報知する（ステップＳＴ４）。
【００４６】
判定部４２は、センサ装置３に異常が有ると判定した後、入力部４１に入力された受波信号Ｓ１の波高値（強度）が判定閾値Ｔｈ１を上回るか否かの判定を継続する（ステップＳＴ５）。判定部４２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２が判定条件を満たさない状態が所定の回数（ここでは、５回）以上連続した場合に、センサ装置３に異常が無いと判定する（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ、及び、ステップＳＴ７：Ｙｅｓ）。
【００４７】
センサ装置３に異常があると判定部４２が判定すると、報知部４５は、例えば、センサ装置３に異常が無いことを判定部４２が判定するまで、光又は音を発し続けて異常を報知する（ステップＳＴ４）。センサ装置３に異常が無いことを判定部４２が判定すると、報知部４５は、異常の報知を停止する（ステップＳＴ８）。
【００４８】
以上のように、判定部４２は、判定条件を満たすか否かによりセンサ装置３の異常の有無を判定する。これにより、判定部４２は、センサ装置３に異常が有るときの受波信号Ｓ２の波形と、センサ装置３が正常であるときの受波信号Ｓ２の波形とを区別できる。
【００４９】
また、センサ装置３に異常が有ると判定されていない場合に、送波制御部５２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２が判定条件を少なくとも１回満たした場合に、短距離検知モードと長距離検知モードとを交互に切り替える。短距離検知モードと長距離検知モードとでは、検知波Ｗ１の周波数が異なるので、短距離検知モードと長距離検知モードとを交互に切り替えることで、続けて送波される検知波Ｗ１の干渉を抑制できる。そのため、検知波Ｗ１の送波周期を短縮できる。本実施形態では、送波制御部５２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２が判定条件を１回満たすと、所定時間の間、短距離検知モードと長距離検知モードとを交互に切り替える。所定時間が経過すると、送波制御部５２は、元の動作モードに戻る。
【００５０】
また、センサ装置３に異常が有ると判定されている場合に、送波制御部５２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２が判定条件を満たさない状態が少なくとも１回生じた場合に、短距離検知モードと長距離検知モードとを交互に切り替える。本実施形態では、送波制御部５２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２が判定条件を満たさない状態が１回生じると、所定時間の間、短距離検知モードと長距離検知モードとを交互に切り替える。所定時間が経過すると、送波制御部５２は、元の動作モードに戻る。
【００５１】
上述の通り、センサ装置３に氷又は雪が付着した場合等には、検知領域１１０に物体Ｂ１が存在しないにも関わらず、延長された残響期間において、受波信号Ｓ２の波高値が、物体検知部５１で物体Ｂ１の有無の判定に用いられる閾値を上回る可能性がある。
【００５２】
正常時の残響期間の後の期間を含む判定期間Ｐ１に生成された受波信号Ｓ２に対して、判定部４２は、受波信号Ｓ２の波高値が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。これにより、判定部４２は、正常時よりも残響期間が延長されているか否かを判定することができ、結果としてセンサ装置３に異常が有ることを判定することができる。言い換えると、正常時よりも残響期間が延長されるような、センサ装置３の異常の有無を判定することができる。
【００５３】
上述のように、残響期間は、センサ装置３に氷又は雪が付着すること等により延長される場合がある。すなわち、判定部４２は、判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｐ１を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３が氷又は雪が付着するという異常の有無を判定する。なお、センサ装置３に氷又は雪が付着すること以外に、ごみ又は砂等の異物が付着することによっても、残響期間が延長されることがある。このような場合でも、判定部４２は、センサ装置３の異常として判定することが可能である。
【００５４】
また、センサ装置３に異常が無い場合であっても、判定期間Ｐ１において、受波信号Ｓ２の波高値が判定閾値Ｔｈ１を上回ることがある。例えば、検知波Ｗ１が物体Ｂ１で多重反射する場合に、判定期間Ｐ１において、受波信号Ｓ２のうち多重反射に対応する成分が判定閾値Ｔｈ１を上回ることがある。しかし、この場合、判定期間Ｐ１において、受波信号Ｓ２の波高値が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合は、センサ装置３に異常が有る場合と比較して少ない。本実施形態では、判定部４２は、判定期間Ｐ１のうち受波信号Ｓ２の波高値が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合に基づいてセンサ装置３の異常の有無を判定している。このため、センサ装置３の正常時に、多重反射等の要因により異常を誤検知されることを抑制できる。
【００５５】
（変形例１）
以下、実施形態の変形例１に係る異常検知システム４について説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
本変形例１では、判定期間Ｐ１及び判定閾値Ｔｈ１のうち少なくとも一方は、検知波Ｗ１の周波数に関する条件ごとに設定される。本変形例１では、検知波Ｗ１の周波数に関する条件は、より詳細には、送波制御部５２の動作モードに関する条件である。送波制御部５２の動作モードが短距離検知モードの際の検知波Ｗ１の周波数は、長距離検知モードの際の検知波Ｗ１の周波数よりも大きい。判定期間Ｐ１及び判定閾値Ｔｈ１のうち少なくとも一方は、送波制御部５２の動作モードが短距離検知モードの場合と、長距離検知モードの場合とで異なる。例えば、短距離検知モードにおける判定閾値Ｔｈ１は、長距離検知モードにおける判定閾値Ｔｈ１よりも大きい。
【００５７】
図４（短距離検知モード）では、受波信号Ｓ２において残響に対応する成分が、横軸のおよそ０ｍｓから３０ｍｓまでの範囲に存在する。図６（長距離検知モード）では、受波信号Ｓ２において残響に対応する成分が、横軸のおよそ０ｍｓから３５ｍｓまでの範囲に存在する。すなわち、受波信号Ｓ２において残響に対応する成分は、長距離検知モードの際は短距離検知モードの際よりも遅れて減衰する。そのため、これに応じて、長距離検知モードにおける判定期間Ｐ１は、短距離検知モードにおける判定期間Ｐ１よりも後の期間とすることが好ましい。
【００５８】
例えば、短距離検知モードでは、判定期間Ｐ１は、図４、図５の横軸の時間が１０ｍｓから２０ｍｓまでの範囲である。例えば、長距離検知モードでは、判定期間Ｐ１は、図６、図７の横軸の時間が２０ｍｓから３０ｍｓまでの範囲である。
【００５９】
また、検知波Ｗ１の周波数に関する条件に応じて判定期間Ｐ１を設定することで、検知波Ｗ１が物体Ｂ１で多重反射する場合に、上記条件ごとの判定期間Ｐ１を、受波信号Ｓ２のうち多重反射の反射波Ｗ２に対応する成分が少ない期間に設定できる。
【００６０】
さらに、「所定の割合」も、送波制御部５２の動作モードが短距離検知モードの場合と、長距離検知モードの場合とで異なる。すなわち、所定の割合は、検知波Ｗ１の周波数に関する条件ごとに設定される。そして、判定部４２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の波高値が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合が所定の割合を超えたか否かに基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。
【００６１】
例えば、短距離検知モードでは、所定の割合は、６０％であり、長距離検知モードでは、所定の割合は、７０％である。
【００６２】
（変形例２）
以下、実施形態の変形例２について、図１を参照して説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
本変形例２の移動体１は、実施形態の移動体１と同様に、温度センサ６４を備えている。温度センサ６４は、例えば、サーミスタ又はサーモパイルである。温度センサ６４は、センサ装置３の温度を検出する。温度センサ６４は、検出結果を異常検知システム４に出力する。ここで、温度センサ６４は、センサ装置３の温度として、センサ装置３自体の温度を検出してもよいし、センサ装置３の周囲の温度を検出してもよい。
【００６４】
本変形例２では、判定部４２がセンサ装置３の異常の有無を判定する条件は、温度センサ６４により検出されたセンサ装置３の温度に関する条件を含む。具体的には、判定期間Ｐ１、判定閾値Ｔｈ１、及び、「所定の割合」のうち少なくとも１つは、温度センサ６４が検出したセンサ装置３の温度に応じて変化する。つまり、判定条件がセンサ装置３の温度に依存する。これにより、判定部４２は、センサ装置３に氷又は雪が付着するという異常の有無を判定する精度の向上を図ることができる。
【００６５】
例えば、気温が高いほど音速が速いので、温度センサ６４で検出された温度が大きいほど、判定期間Ｐ１の開始時点及び終了時点が前倒しされる。
【００６６】
（実施形態のその他の変形例）
異常検知システム４と同様の機能は、異常検知方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。
【００６７】
一態様に係る異常検知方法は、入力ステップと、判定ステップと、を備える。入力ステップは、受波信号Ｓ２の入力を受け付ける。受波信号Ｓ２は、送波された検知波Ｗ１が物体Ｂ１で反射されて生じる反射波Ｗ２をセンサ装置３が受波することで生成される。判定ステップは、検知波Ｗ１が送波された後の判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。
【００６８】
一態様に係るプログラムは、上記の異常検知方法を１以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
【００６９】
本開示における異常検知システム４は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における異常検知システム４としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。
【００７０】
また、異常検知システム４における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは異常検知システム４に必須の構成ではなく、異常検知システム４の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、異常検知システム４の少なくとも一部の機能、例えば、判定部４２の一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。
【００７１】
以下、実施形態の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
【００７２】
移動体１は、センサ装置３を複数備えていてもよい。この場合、異常検知システム４は、センサ装置３ごとにセンサ装置３の異常の有無を判定してもよい。
【００７３】
１又は複数のセンサ装置３は、異常検知システム４に含まれていてもよい。
【００７４】
センサ装置３において、送波部３１と受波部３２とが別々の筐体に分散して設けられていてもよい。この場合、判定部４２により判定されるセンサ装置３の異常とは、受波部３２で残響時間が延長されることによる受波部３２の異常である。また、センサ装置３とは別の装置が、検知波Ｗ１を送波してもよい。
【００７５】
センサ装置３及び異常検知システム４は、移動体１に備えられることに限定されず、固定された物体に備えられてもよい。センサ装置３及び異常検知システム４は、例えば、道路に設置されたポール等、又は、住宅若しくは事業所等の建物に取り付けられて使用されてもよい。あるいは、異常検知システム４は、水位センサとして用いられるセンサ装置３と共に用いられてもよい。
【００７６】
判定閾値Ｔｈ１は、検知波Ｗ１が送波されてからの経過時間に応じて変化してもよい。図９に、検知波Ｗ１が送波されてからの経過時間に応じて変化する判定閾値Ｔｈ１を図示する。図９において、閾値Ｔｈ２は、受波部３２に反射波Ｗ２が入力されていないときの受波信号Ｓ２の電圧である４．５［Ｖ］から、時間変化する判定閾値Ｔｈ１を引いた値である。つまり、受波信号Ｓ２の電圧が閾値Ｔｈ２を下回ることは、受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回ることに相当する。閾値Ｔｈ２は、例えば、図９に示すように、階段状に変化してもよい。あるいは、閾値Ｔｈ２は、連続的に変化してもよい。
【００７７】
入力部４１に入力された受波信号Ｓ２が判定条件を満たしたか否かに応じて、送波制御部５２が短距離検知モードと長距離検知モードとを交互に切り替えることは、必須ではない。送波制御部５２の動作モードが短距離検知モードと長距離検知モードとのうち一方である状態で、判定部４２は、センサ装置３の異常の有無の検知を行ってもよい。
【００７８】
判定期間Ｐ１は、正常時のセンサ装置３の残響期間の少なくとも一部を含んでいてもよい。言い換えれば、判定期間Ｐ１は、正常時のセンサ装置３の残響期間と重なっていてもよい。その場合、正常時の残響期間において受波信号Ｓ２の波高値が判定閾値Ｔｈ１を上回る頻度に応じて、「所定の割合」を適宜設定すればよい。そして、判定部４２は、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の波高値が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合が所定の割合を超えたか否かに基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定すればよい。
【００７９】
判定部４２は、判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の波高値（強度）が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合が所定の割合を超えた場合に、次の判定を行ってもよい。すなわち、判定部４２は、温度センサ６４により検出されたセンサ装置３の温度が所定温度未満の場合に、センサ装置３の異常の種別が氷又は雪の付着であると判定してもよい。さらに、判定部４２は、温度センサ６４により検出されたセンサ装置３の温度が所定温度以上の場合に、センサ装置３の異常の種別がその他の異常であると判定してもよい。所定温度は、センサ装置３が氷結する温度に対応する。所定温度は、例えば、−１０度〜０度に設定される。
【００８０】
また、センサ装置３の異常の種別が氷又は雪の付着であると判定部４２が判定した場合に、移動体１は、融雪又は除雪のための動作をしてもよい。例えば、移動体１は、ヘッドライトウォッシャにより、ヘッドライトにウォッシャ液を吹き付けることで雪を取り除いてもよい。
【００８１】
（まとめ）
以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
【００８２】
第１の態様に係る異常検知システム４は、入力部４１と、判定部４２と、を備える。入力部４１は、受波信号Ｓ２の入力を受け付ける。受波信号Ｓ２は、送波された検知波Ｗ１が物体Ｂ１で反射されて生じる反射波Ｗ２をセンサ装置３が受波することで生成される。判定部４２は、検知波Ｗ１が送波された後の判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。
【００８３】
上記の構成によれば、センサ装置３の異常により受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が通常時と異なる場合に、センサ装置３の異常の有無を検知できる。
【００８４】
また、第２の態様に係る異常検知システム４では、第１の態様において、判定期間Ｐ１の開始時点は、検知波Ｗ１の送波が開始されてから所定の遅延時間が経過した時点である。
【００８５】
上記の構成によれば、センサ装置３の残響期間の少なくとも一部の期間が経過した時点が、判定期間Ｐ１の開始時点となる。これにより、残響期間の少なくとも一部の受波信号Ｓ２について判定部４２が判定を行わなくてもよいので、判定部４２の処理量を低減できる。
【００８６】
また、第３の態様に係る異常検知システム４では、第１又は２の態様において、判定部４２は、判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３に氷又は雪が付着するという異常の有無を判定する。
【００８７】
上記の構成によれば、センサ装置３に氷又は雪が付着するという異常の有無を検知できる。したがって、例えば、異常検知システム４を用いた装置では、この異常に応じた処置を取ることができる。
【００８８】
また、第４の態様に係る異常検知システム４では、第１〜３の態様のいずれか１つにおいて、判定期間Ｐ１において、判定閾値Ｔｈ１は、時間が経過することに応じて変化する。
【００８９】
センサ装置３と物体Ｂ１との間の距離が長いほど、反射波Ｗ２がセンサ装置３に到達するまでに要する時間が長いので、センサ装置３と物体Ｂ１との間の距離が、判定期間Ｐ１における経過時間に相当する。上記の構成によれば、センサ装置３と物体Ｂ１との間の距離に応じて判定閾値を変化させることができる。
【００９０】
また、第５の態様に係る異常検知システム４では、第１〜４の態様のいずれか１つにおいて、判定期間Ｐ１及び判定閾値Ｔｈ１のうち少なくとも一方は、検知波Ｗ１の周波数に関する条件ごとに設定される。
【００９１】
上記の構成によれば、センサ装置３の異常の有無の判定精度の向上を図ることができる。
【００９２】
また、第６の態様に係る異常検知システム４では、第１〜５の態様のいずれか１つにおいて、判定部４２は、判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合が所定の割合を超えたか否かに基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。所定の割合は、検知波Ｗ１の周波数に関する条件ごとに設定される。
【００９３】
上記の構成によれば、センサ装置３の異常の有無の判定精度の向上を図ることができる。
【００９４】
また、第７の態様に係る異常検知システム４では、第１〜６の態様のいずれか１つにおいて、判定部４２がセンサ装置３の異常の有無を判定する条件は、温度センサ６４により検出されたセンサ装置３の温度に関する条件を含む。
【００９５】
上記の構成によれば、センサ装置３の異常の有無の判定精度の向上を図ることができる。
【００９６】
また、第８の態様に係る異常検知システム４では、第１〜７の態様のいずれか１つにおいて、センサ装置３を更に備える。
【００９７】
上記の構成によれば、センサ装置３を一体に備えた異常検知システム４を提供できる。
【００９８】
第１の態様以外の構成については、異常検知システム４に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【００９９】
また、第９の態様に係る移動体１は、第１〜８の態様のいずれか１つに係る異常検知システム４と、異常検知システム４が搭載された移動体本体１１と、を備える。
【０１００】
上記の構成によれば、センサ装置３の異常により受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が通常時と異なる場合に、センサ装置３の異常の有無を検知できる。
【０１０１】
また、第１０の態様に係る異常検知方法は、入力ステップと、判定ステップと、を備える。入力ステップは、受波信号Ｓ２の入力を受け付ける。受波信号Ｓ２は、送波された検知波Ｗ１が物体Ｂ１で反射されて生じる反射波Ｗ２をセンサ装置３が受波することで生成される。判定ステップは、検知波Ｗ１が送波された後の判定期間Ｐ１のうち、入力部４１に入力された受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が占める割合に基づいて、センサ装置３の異常の有無を判定する。
【０１０２】
上記の構成によれば、センサ装置３の異常により受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が通常時と異なる場合に、センサ装置３の異常の有無を検知できる。
【０１０３】
また、第１１の態様に係るプログラムは、第１０の態様に係る異常検知方法を、１以上のプロセッサに実行させる。
【０１０４】
上記の構成によれば、センサ装置３の異常により受波信号Ｓ２の強度が判定閾値Ｔｈ１を上回った時間が通常時と異なる場合に、センサ装置３の異常の有無を検知できる。
【０１０５】
上記態様に限らず、実施形態に係る異常検知システム４の種々の構成（変形例を含む）は、異常検知方法及びプログラムにて具現化可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  移動体
１１  移動体本体
３  センサ装置
４  異常検知システム
４１  入力部
４２  判定部
６４  温度センサ
Ｂ１  物体
Ｐ１  判定期間
Ｓ２  受波信号
Ｔｈ１  判定閾値
Ｗ１  検知波
Ｗ２  反射波
【図１】
2020148680.tif 000003
【図２】
2020148680.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020148680.tif 000008
【図７】
2020148680.tif 000009
【図８】
2020148680.tif 000010
【図９】
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