(57)【要約】【課題】ドップラーシフトによる周波数遷移が発生する場合においても、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出し、物体までの距離を精度良く検出する。【解決手段】実施形態の一例としての物体検出装置は、所定の周波数帯域の範囲内に設定される少なくとも２つの周波数に基づく送信波を送信する送信部と、物体での反射に応じて戻ってきた送信波に基づく受信波を受信する受信部と、受信波に対する周波数解析の結果と、送信波の少なくとも２つの周波数の関係を示す送信周波数情報と、に基づいて、送信波と受信波との間におけるドップラーシフトによる周波数遷移の量を推定する推定部と、推定部の推定結果に基づいて、送信波と周波数の整合を取るように受信波を補正する補正部と、送信波と、補正部による補正後の受信波と、の関係に基づいて、物体に関する情報を検出する検出部と、を備える。【選択図】図４
2020153876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数帯域の範囲内に設定される少なくとも２つの周波数に基づく送信波を送信する送信部と、
物体での反射に応じて戻ってきた前記送信波に基づく受信波を受信する受信部と、
前記受信波に対する周波数解析の結果と、前記送信波の前記少なくとも２つの周波数の関係を示す送信周波数情報と、に基づいて、前記送信波と前記受信波との間におけるドップラーシフトによる周波数遷移の量を推定する推定部と、
前記推定部の推定結果に基づいて、前記送信波と周波数の整合を取るように前記受信波を補正する補正部と、
前記送信波と、前記補正部による補正後の前記受信波と、の関係に基づいて、前記物体に関する情報を検出する検出部と、
を備える、物体検出装置。
【請求項２】
前記送信部は、前記少なくとも２つの周波数で信号レベルがそれぞれピークを迎える少なくとも２つの波動の組み合わせを含む時間的に連続な複数の波動を前記送信波として送信し、
前記推定部は、前記周波数解析の結果と、前記送信周波数情報と、に基づいて、前記受信波の前記信号レベルがピークを迎える１以上の周波数と、前記送信波の前記少なくとも２つの周波数と、の対応関係を特定し、互いに対応する周波数同士の差に基づいて、前記周波数遷移の量を推定する、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記推定部は、前記受信波の前記１以上の周波数の数と前記送信波の前記少なくとも２つの周波数の数とが等しい場合、前記受信波の前記１以上の周波数と前記送信波の前記少なくとも２つの周波数との一致性、または、前記受信波の前記１以上の周波数の大小関係と前記送信波の前記少なくとも２つの周波数の大小関係との一致性に基づいて、前記受信波の前記１以上の周波数と前記送信波の前記少なくとも２つの周波数との対応関係を特定する、
請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記受信波の前記１以上の周波数の数と前記送信波の前記少なくとも２つの周波数の数とが異なる場合、前記所定の周波数帯域の範囲内で前記受信波の前記１以上の周波数よりも低域側または高域側のうち少なくとも一方に存在する空き帯域に基づいて、前記受信波の前記１以上の周波数と前記送信波の前記少なくとも２つの周波数との対応関係を特定する、
請求項２または３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記送信部は、前記少なくとも２つの波動にそれぞれ異なる情報が対応付けられることで所定の識別情報を含むように符号化された前記複数の波動を前記送信波として送信する、
請求項２〜４のうちいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記送信波と前記補正後の受信波との類似度に対応した相関値を取得する相関処理部をさらに備え、
前記検出部は、前記相関値と閾値との比較結果に基づいて、前記送信波と前記補正後の受信波との類似度が所定以上のレベルであると判定された場合に、前記物体に関する情報を検出する、
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記送信波が送信されたタイミングと、前記送信波との前記類似度が前記所定以上のレベルであると判定された前記補正後の受信波のもととなる前記受信波が受信されたタイミングと、の差に基づいて、前記物体に関する情報として、前記物体までの距離を検出する、
請求項６に記載の物体検出装置。
【請求項８】
前記送信波の前記少なくとも２つの周波数は、それぞれ、前記所定の周波数帯域を仮想的に分割することで構成される互いに重複しない少なくとも２つの帯域の範囲内に設定される、
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項９】
前記送信部および前記受信部は、音波を送受信可能な単一の振動子を含む送受信部として一体的に構成されており、
前記所定の周波数帯域は、前記振動子のスペックに応じて設定される、
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、送信波と、物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波と、の相関値を取得（算出）し、当該相関値に基づいて、送信波と受信波との類似度が所定以上のレベルであるか否かを判定し、判定結果に基づいて、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）法などにより、物体に関する情報の一つとしての物体までの距離を検出する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４９７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の技術においては、送信波と受信波との間でドップラーシフトによる周波数遷移が発生する場合がある。このような場合、周波数遷移の量を適切に考慮しないと、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出することができないことがある。
【０００５】
そこで、本開示の課題の一つは、ドップラーシフトによる周波数遷移が発生する場合においても、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出し、物体までの距離を精度良く検出することが可能な物体検出装置を提供することである。
【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、所定の周波数帯域の範囲内に設定される少なくとも２つの周波数に基づく送信波を送信する送信部と、物体での反射に応じて戻ってきた送信波に基づく受信波を受信する受信部と、受信波に対する周波数解析の結果と、送信波の少なくとも２つの周波数の関係を示す送信周波数情報と、に基づいて、送信波と受信波との間におけるドップラーシフトによる周波数遷移の量を推定する推定部と、推定部の推定結果に基づいて、送信波と周波数の整合を取るように受信波を補正する補正部と、送信波と、補正部による補正後の受信波と、の関係に基づいて、物体に関する情報を検出する検出部と、を備える。
【０００７】
上記のような構成によれば、ドップラーシフトによる周波数遷移が発生する場合においても、その影響をキャンセルするように受信波が補正されるので、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出し、物体に関する情報として、物体までの距離を精度良く検出することができる。
【０００８】
上述した物体検出装置において、送信部は、少なくとも２つの周波数で信号レベルがそれぞれピークを迎える少なくとも２つの波動の組み合わせを含む時間的に連続な複数の波動を送信波として送信し、推定部は、周波数解析の結果と、送信周波数情報と、に基づいて、受信波の信号レベルがピークを迎える１以上の周波数と、送信波の少なくとも２つの周波数と、の対応関係を特定し、互いに対応する周波数同士の差に基づいて、周波数遷移の量を推定する。このような構成によれば、周波数解析の結果と送信周波数情報とに基づいて特定される、受信波と送信波との周波数の対応関係に基づいて、周波数遷移の量を容易に推定することができる。
【０００９】
また、上述した物体検出装置において、推定部は、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが等しい場合、受信波の１以上の周波数と送信波の少なくとも２つの周波数との一致性、または、受信波の１以上の周波数の大小関係と送信波の少なくとも２つの周波数の大小関係との一致性に基づいて、受信波の１以上の周波数と送信波の少なくとも２つの周波数との対応関係を特定する。このような構成によれば、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが一致する程度に小さい場合において、受信波と送信波との周波数または当該周波数の大小関係の一致性を考慮することで、周波数の対応関係を容易に特定することができる。
【００１０】
また、上述した物体検出装置において、推定部は、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが異なる場合、所定の周波数帯域の範囲内で受信波の１以上の周波数よりも低域側または高域側のうち少なくとも一方に存在する空き帯域に基づいて、受信波の１以上の周波数と送信波の少なくとも２つの周波数との対応関係を特定する。このような構成によれば、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが一致しない程度に大きい場合であっても、空き帯域を考慮することで、周波数の対応関係を容易に特定することができる。
【００１１】
また、上述した物体検出装置において、送信部は、少なくとも２つの波動にそれぞれ異なる情報が対応付けられることで所定の識別情報を含むように符号化された複数の波動を送信波として送信する。このような構成によれば、識別情報を利用して、受信波が、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波に該当するか否かを識別しやすくすることができる。
【００１２】
また、上述した物体検出装置は、送信波と補正後の受信波との類似度に対応した相関値を取得する相関処理部をさらに備え、検出部は、相関値と閾値との比較結果に基づいて、送信波と補正後の受信波との類似度が所定以上のレベルであると判定された場合に、物体に関する情報を検出する。このような構成によれば、相関値を利用して、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を容易に検出し、物体に関する情報を容易に検出することができる。
【００１３】
また、上述した物体検出装置において、検出部は、送信波が送信されたタイミングと、送信波との類似度が所定以上のレベルであると判定された補正後の受信波のもととなる受信波が受信されたタイミングと、の差に基づいて、物体に関する情報として、物体までの距離を検出する。このような構成によれば、物体までの距離を容易に検出することができる。
【００１４】
また、上述した物体検出装置において、送信波の少なくとも２つの周波数は、それぞれ、所定の周波数帯域を仮想的に分割することで構成される互いに重複しない少なくとも２つの帯域の範囲内に設定される。このような構成によれば、帯域分割により、送信波の少なくとも２つの周波数を容易に設定することができる。
【００１５】
また、上述した物体検出装置において、送信部および受信部は、音波を送受信可能な単一の振動子を含む送受信部として一体的に構成されており、所定の周波数帯域は、振動子のスペックに応じて設定される。このような構成によれば、送信波および受信波を送受信するための構成を簡単化することができるとともに、所定の周波数帯域を容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態にかかる物体検出システムを備えた車両を上方から見た外観を示した例示的かつ模式的な図である。
【図２】図２は、実施形態にかかるＥＣＵ（電子制御装置）および距離検出装置の概略的なハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
【図３】図３は、実施形態にかかる距離検出装置が物体までの距離を検出するために利用する技術の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。
【図４】図４は、実施形態にかかる距離検出装置の詳細な構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる送信波の周波数の一例を示した例示的かつ模式的な図である。
【図６】図６は、実施形態にかかる送信波に付与される符号の一例を示した例示的かつ模式的な図である。
【図７】図７は、実施形態にかかる受信波の周波数の一例を示した例示的かつ模式的な図である。
【図８】図８は、実施形態にかかる受信波の周波数の他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。
【図９】図９は、実施形態にかかる距離検出装置が物体に関する情報を検出するために実行する一連の処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示の実施形態および変形例を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。
【００１８】
＜実施形態＞
図１は、実施形態にかかる物体検出システムを備えた車両１を上方から見た外観を示した例示的かつ模式的な図である。以下に説明するように、実施形態にかかる物体検出システムは、超音波の送受信を行い、当該送受信の時間差などを取得することで、周囲に存在する人間を含む物体（たとえば後述する図２に示される障害物Ｏ）に関する情報を検知する車上センサシステムである。
【００１９】
図１に示されるように、物体検出システムは、一対の前輪３Ｆと一対の後輪３Ｒとを含んだ四輪の車両１の内部に搭載されたＥＣＵ（電子制御装置）１００と、車両１の外装に搭載された距離検出装置２０１〜２０４と、を備えている。距離検出装置２０１〜２０４は、「物体検出装置」の一例である。
【００２０】
図１に示される例では、一例として、距離検出装置２０１〜２０４が、車両１の外装としての車体２の後端のたとえばリヤバンパにおいて、互いに異なる位置に設置されている。
【００２１】
なお、実施形態において、距離検出装置２０１〜２０４が有するハードウェア構成および機能は、それぞれ同一である。したがって、以下では、簡単化のため、距離検出装置２０１〜２０４を総称して距離検出装置２００と記載することがある。
【００２２】
また、実施形態において、距離検出装置２００の設置位置は、図１に示される例に制限されるものではない。距離検出装置２００は、車体２の前端のたとえばフロントバンパに設置されてもよいし、車体２の側面に設置されてもよいし、リヤバンパ、フロントバンパ、および側面のうち２つ以上に設置されてもよい。また、実施形態では、距離検出装置２００の個数も、図１に示される例に制限されるものではない。
【００２３】
図２は、実施形態にかかるＥＣＵ１００および距離検出装置２００のハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
【００２４】
図２に示されるように、ＥＣＵ１００は、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。より具体的に、ＥＣＵ１００は、入出力装置１１０と、記憶装置１２０と、プロセッサ１３０と、を備えている。
【００２５】
入出力装置１１０は、ＥＣＵ１００と外部（図１に示される例では距離検出装置２００）との間における情報の送受信を実現するためのインターフェースである。
【００２６】
記憶装置１２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などといった主記憶装置、および／または、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）などといった補助記憶装置を含んでいる。
【００２７】
プロセッサ１３０は、ＥＣＵ１００において実行される各種の処理を司る。プロセッサ１３０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などといった演算装置を含んでいる。プロセッサ１３０は、記憶装置１２０に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、たとえば自動駐車などといった各種の機能を実現する。
【００２８】
一方、図２に示されるように、距離検出装置２００は、送受信部２１０と、制御部２２０と、を備えている。
【００２９】
送受信部２１０は、圧電素子などの振動子２１１を有しており、当該振動子２１１により、超音波の送受信を実現する。
【００３０】
より具体的に、送受信部２１０は、振動子２１１の振動に応じて発生する超音波を送信波として送信し、当該送信波として送信された超音波が外部に存在する物体で反射されて戻ってくることでもたらされる振動子２１１の振動を受信波として受信する。図２に示される例では、送受信部２１０からの超音波を反射する物体として、路面ＲＳ上に設置された障害物Ｏが例示されている。
【００３１】
なお、図２に示される例では、送信波の送信と受信波の受信との両方が単一の振動子２１１を有した単一の送受信部２１０により実現される構成が例示されている。しかしながら、実施形態の技術は、たとえば、送信波の送信用の第１の振動子と受信波の受信用の第２の振動子とが別々に設けられた構成のような、送信側の構成と受信側の構成とが分離された構成にも当然に適用可能である。
【００３２】
制御部２２０は、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。より具体的に、制御部２２０は、入出力装置２２１と、記憶装置２２２と、プロセッサ２２３と、を備えている。
【００３３】
入出力装置２２１は、制御部２２０と外部（図１に示される例ではＥＣＵ１００および送受信部２１０）との間における情報の送受信を実現するためのインターフェースである。
【００３４】
記憶装置２２２は、ＲＯＭやＲＡＭなどといった主記憶装置、および／または、ＨＤＤやＳＳＤなどといった補助記憶装置を含んでいる。
【００３５】
プロセッサ２２３は、制御部２２０において実行される各種の処理を司る。プロセッサ２２３は、たとえばＣＰＵなどといった演算装置を含んでいる。プロセッサ２２３は、記憶装置３３３に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、各種の機能を実現する。
【００３６】
ここで、実施形態にかかる距離検出装置２００は、いわゆるＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）法と呼ばれる技術により、物体までの距離を検出する。以下に詳述するように、ＴＯＦ法とは、送信波が送信された（より具体的には送信され始めた）タイミングと、受信波が受信された（より具体的には受信され始めた）タイミングとの差を考慮して、物体までの距離を算出する技術である。
【００３７】
図３は、実施形態にかかる距離検出装置２００が物体までの距離を検出するために利用する技術の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。より具体的に、図３は、実施形態にかかる距離検出装置２００が送受信する超音波の信号レベル（たとえば振幅）の時間変化をグラフ形式で例示的かつ模式的に示した図である。図３に示されるグラフにおいて、横軸は、時間に対応し、縦軸は、距離検出装置２００が送受信部２１０（振動子２１１）を介して送受信する信号の信号レベルに対応する。
【００３８】
図３に示されるグラフにおいて、実線Ｌ１１は、距離検出装置２００が送受信する信号の信号レベル、つまり振動子２１１の振動の度合の時間変化を表す包絡線の一例を表している。この実線Ｌ１１からは、振動子２１１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の間は、慣性による振動子２１１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。したがって、図３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。
【００３９】
実線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２１１の振動の度合が、一点鎖線Ｌ２１で表される所定の閾値Ｔｈ１を超える（または以上になる）ピークを迎える。この閾値Ｔｈ１は、振動子２１１の振動が、検知対象の物体（たとえば図２に示される障害物Ｏ）により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものか、または、検体対象外の物体（たとえば図２に示される路面ＲＳ）により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものか、を識別するために予め設定された値である。
【００４０】
なお、図３には、閾値Ｔｈ１が時間経過によらず変化しない一定値として設定された例が示されているが、実施形態において、閾値Ｔｈ１は、時間経過とともに変化する値として設定されてもよい。
【００４１】
ここで、閾値Ｔｈ１を超えた（または以上の）ピークを有する振動は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものだとみなすことができる。一方、閾値Ｔｈ１以下の（または未満の）ピークを有する振動は、検知対象外の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものだとみなすことができる。
【００４２】
したがって、実線Ｌ１１からは、タイミングｔ４における振動子２１１の振動が、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものである、ということが読み取れる。
【００４３】
なお、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ４以降で、振動子２１１の振動が減衰している。したがって、タイミングｔ４は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信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受信波として戻ってくるタイミング、に対応する。
【００４４】
また、実線Ｌ１１においては、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、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信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受信波として戻ってくるタイミング、に対応する。したがって、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ３とタイミングｔ４との間の時間ΔＴが、送信波の送信時間としての時間Ｔａと等しくなる。
【００４５】
上記を踏まえて、ＴＯＦ法により検知対象の物体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、受信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、受信波の信号レベルが閾値Ｔｈ１を超えた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。
【００４６】
送信波が送信され始めたタイミングｔ０は、距離検出装置２００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、設定などによって予め決められている。したがって、ＴＯＦ法により検知対象の物体までの距離を求めるためには、結局のところ、受信波の信号レベルが閾値Ｔｈ１を超えたピークを迎えるタイミングｔ４を特定することが重要となる。そして、当該タイミングｔ４を特定するためには、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出することが重要となる。
【００４７】
ところで、距離検出装置２００と検出対象の物体とのうち少なくとも一方が移動している場合においては、送信波と受信波との間でドップラーシフトによる周波数遷移が発生する場合がある。このような場合、周波数遷移の量を適切に考慮しないと、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出することができないことがある。
【００４８】
そこで、実施形態は、距離検出装置２００を以下のように構成することで、ドップラーシフトによる周波数遷移が発生する場合においても、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出し、物体までの距離を精度良く検出することを実現する。
【００４９】
図４は、実施形態にかかる距離検出装置２００の詳細な構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。なお、図４に示される例では、送信側の構成と受信側の構成とが分離されているが、このような図示の態様は、あくまで説明の便宜のためのものである。したがって、実施形態では、前述したように、送信波の送信と受信波の受信との両方が（単一の）振動子２１１を有した（単一の）送受信部２１０により実現される。ただし、前述の繰り返しになるが、実施形態の技術は、送信側の構成と受信側の構成とが分離された構成にも当然に適用可能である。
【００５０】
図４に示されるように、距離検出装置２００は、送信側の構成として、送波器４１１と、符号生成部４１２と、搬送波出力部４１３と、乗算器４１４と、増幅回路４１５と、を有している。なお、送波器４１１は、「送信部」の一例である。
【００５１】
また、距離検出装置２００は、受信側の構成として、受波器４２１と、増幅回路４２２と、フィルタ処理部４２３と、周波数解析部４２４と、推定部４２５と、補正部４２６と、相関処理部４２７と、包絡線処理部４２８と、閾値処理部４２９と、検出部４３０と、を有している。なお、受波器４２１は、「受信部」の一例である。
【００５２】
なお、実施形態において、図４に示される構成の少なくとも一部は、専用のハードウェア（アナログ回路）によって実現され、残りの部分は、ハードウェアとソフトウェアとの協働の結果、より具体的には、距離検出装置２００のプロセッサ２２３が記憶装置２２２からコンピュータプログラムを読み出して実行した結果として実現されうる。また、実施形態において、図４に示される各構成は、距離検出装置２００自身の制御部２２０による制御のもとで動作してもよいし、外部のＥＣＵ１００による制御のもとで動作してもよい。
【００５３】
まず、送信側の構成について簡単に説明する。
【００５４】
送波器４１１は、前述した振動子２１１によって構成され、当該振動子２１１により、増幅回路４１５から出力される（増幅後の）送信信号に応じた送信波を送信する。
【００５５】
ここで、実施形態において、送波器４１１は、次の図５に示されるように、所定の周波数帯域を仮想的に分割することで構成される２つの帯域における２つの周波数を利用して、送信波を送信する。
【００５６】
図５は、実施形態にかかる送信波の周波数の一例を示した例示的かつ模式的な図である。図５に示される例において、横軸は、周波数を表し、縦軸は、信号レベル（たとえばＰＳＤ：パワースペクトル密度）を表している。
【００５７】
図５に示されるように、実施形態において、送信波は、所定の周波数帯域ＦＢを仮想的に２分割することで構成される互いに重複しない２つの帯域Ｂ１およびＢ２を利用して送信される。詳細は後述するが、実施形態において、送信波は、帯域Ｂ１の中心周波数ｆ１の波動と、帯域Ｂ２の中心周波数ｆ２の波動と、の組み合わせを含む時間的に連続な複数の波動として送信される。
【００５８】
なお、図５に示される例において、帯域Ｂ１の中心周波数ｆ１は、所定の周波数帯域ＦＢの中心周波数ｆｃから所定の周波数Δｆを減算したものに対応し、帯域Ｂ２の中心周波数ｆ２は、所定の周波数帯域ＦＢの中心周波数ｆｃに所定の周波数Δｆを加算したものに対応する。
【００５９】
また、図５に示される例において、所定の周波数帯域ＦＢは、たとえば、振動子２１１のスペックに応じて設定される。したがって、所定の周波数帯域ＦＢの下限周波数ｆａおよび上限周波数ｆｂは、それぞれ、振動子２１１が能力的に送信可能な最大および最小の周波数に対応する。
【００６０】
ここで、実施形態において、送波器４１１は、上記のような帯域分割に基づき、送信波を、帯域Ｂ１の中心周波数ｆ１と、帯域Ｂ２の中心周波数ｆ２と、を利用した周波数変調により符号化した上で送信する。
【００６１】
たとえば、送波器４１１は、次の図６に示されるような形で、帯域Ｂ１の中心周波数ｆ１の波動（以下、第１波動Ｗ１と表現する）と、帯域Ｂ２の中心周波数ｆ２の波動（以下、第２波動Ｗ２と表現する）と、にそれぞれ異なる情報、たとえば０または１のビットからなる符号を対応付ける。そして、送波器４１１は、これら第１波動Ｗ１および第２波動Ｗ２の時間的に連続な組み合わせをひとまとまりの送信波として構成することで、送信波を、所定の符号長の識別情報を付与した上で送信する。
【００６２】
図６は、実施形態にかかる送信波に付与される符号の一例を示した例示的かつ模式的な図である。図６に示される例において、送波器４１１は、第１波動Ｗ１に１というビットの符号を対応付けるとともに第２波動Ｗ２に０というビットの符号を対応付けた上で、送信波を、２つの第１波動Ｗ１と、１つの第２波動Ｗ２と、１つの第１波動Ｗ１と、をこの順番で時間的に連続に組み合わせたひとまとまりの波動として送信する。したがって、図６に示される例では、バーカー符号と呼ばれる１１０１というビット列の符号が識別情報として付与された送信波が送信される。
【００６３】
図４に戻り、符号生成部４１２は、送信波に付与すべき上記のような識別情報に対応した信号、すなわち０または１のビットの連続からなるビット列の符号に対応したパルス信号を生成する。
【００６４】
搬送波出力部４１３は、識別情報を付与する対象の信号としての搬送波を出力する。たとえば、搬送波出力部４１３は、搬送波として、所定の周波数の正弦波を出力する。
【００６５】
乗算器４１４は、符号生成部４１２からの出力と、搬送波出力部４１３からの出力と、を乗算することで、識別情報を付与するように搬送波の変調を実行する。すなわち、乗算器４１４は、識別情報に応じた第１波動Ｗ１および第２波動Ｗ２の時間的に連続な組み合わせを、識別情報が付与された変調後の搬送波として出力する。そして、乗算器４１４は、識別情報が付与された変調後の搬送波を、送信波のもととなる送信信号として、増幅回路４１５に出力する。
【００６６】
増幅回路４１５は、乗算器４１４から出力される送信信号を増幅し、増幅後の送信信号を送波器４１１に出力する。
【００６７】
次に、受信側の構成について簡単に説明する。
【００６８】
受波器４２１は、前述した振動子２１１によって構成され、当該振動子２１１により、物体により反射された送信波を受信波として受信する。
【００６９】
増幅回路４２２は、受波器４２１が受信した受信波に応じた信号としての受信信号を増幅する。
【００７０】
フィルタ処理部４２３は、増幅回路４２２により増幅された受信信号にフィルタリング処理を施し、ノイズを低減する。
【００７１】
周波数解析部４２４は、フィルタ処理部４２３によるフィルタリング処理を経た受信信号に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）などに基づく周波数解析（スペクトル解析）を実行する。そして、周波数解析部４２４は、たとえば、受信波の信号レベルが閾値以上のピークとなる周波数を検出する。
【００７２】
ここで、実施形態では、前述したように、周波数変調に基づいて送信波に識別情報が付与されているが、当該識別情報は、反射によって失われることが基本的に無いはずである。したがって、送信波と受信波との識別情報の類否を判定すれば、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出することが可能なはずである。
【００７３】
この点に関して、たとえば、ドップラーシフトによる周波数遷移が発生しないような条件下で送信波が受信波として戻ってきた場合、受波器４２１は、送信波を構成する波動に対して同じ数でかつ同じ周波数の波動によって構成された受信波を受信するので、受信波からは、送信波と同一の識別情報が得られる。したがって、この場合、何の補正もしなくても、受信波は、送信波との間で識別情報の類否を判定する対象として適切である。
【００７４】
しかしながら、詳細は後述するが、ドップラーシフトによる周波数遷移が発生するような条件下で送信波が受信波として戻ってきた場合、周波数遷移の影響により、受波器４２１が受信した受信波を構成する波動の周波数（および数）と、送信波を構成する波動の周波数（および数）と、が一致しないので、周波数遷移の影響をキャンセルするような補正をしないと、受信波からは、送信波と同一の識別情報は得られない。したがって、この場合、受信波に対する適切な補正量を決定するために、ドップラーシフトによる周波数遷移の量を推定することが必要である。
【００７５】
そこで、実施形態において、推定部４２５は、周波数解析部４２４による周波数解析の結果と、送信波を構成する波動の周波数の関係を示す送信周波数情報と、に基づいて、以下に説明するような方法で、受信波を構成する波動と送信波を構成する波動との周波数の対応関係を特定し、互いに対応する周波数同士の差に基づいて、ドップラーシフトによる周波数遷移の量を推定する。なお、送信周波数情報とは、送信波の信号レベルがピークとなる周波数（たとえば図５に示される例における中心周波数ｆ１およびｆ２）の間の幅や、振動子２１１が送受信可能な所定の周波数帯域ＦＢの中心周波数ｆｃなどを含む情報である。
【００７６】
たとえば、ドップラーシフトが発生しない条件下で送信波が受信波として戻ってきた場合、前述したように、受波器４２１は、送信波を構成する波動に対して同じ数でかつ同じ周波数の波動によって構成された受信波を受信する。このような場合、推定部４２５は、受信波を構成する波動の数および周波数を周波数解析部４２４による周波数解析の結果に基づいて取得するとともに、送信波を構成する波動の数および周波数を送信周波数情報に基づいて取得し、受信波を構成する波動と送信波を構成する波動との周波数の一致性に基づいて、ドップラーシフトによる周波数遷移の量をゼロとして推定する。
【００７７】
また、ドップラーシフトによる周波数遷移が発生した場合であっても、当該周波数遷移の量が比較的小さい場合には、次の図７に示されるように、受波器４２１は、送信波を構成する波動に対して周波数はずれているものの同じ数の波動によって構成された受信波を受信する。
【００７８】
図７は、実施形態にかかる受信波の周波数の一例を示した例示的かつ模式的な図である。より具体的に、図７に示される例は、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が比較的小さい場合において、図５に示される帯域Ｂ１およびＢ２の範囲内の２つの周波数の波動により構成された送信波が物体で反射された結果として受波器４２１により受信された受信波に対する周波数解析部４２４による周波数解析の結果に対応する。なお、図７に示される例において、横軸は、周波数を表し、縦軸は、信号レベル（たとえばＰＳＤ：パワースペクトル密度）を表している。
【００７９】
図７に示される例では、ドップラーシフトにより、周波数の高域側への比較的小さい遷移が発生している。図７に示される帯域Ｂ１１（中心周波数ｆ１１）は、図５に示される帯域Ｂ１（中心周波数ｆ１）が高域側に遷移したものに対応し、図７に示される帯域Ｂ１２（中心周波数ｆ１２）は、図５に示される帯域Ｂ２（中心周波数ｆ２）が高域側に遷移したものに対応する。
【００８０】
図７に示されるように、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が比較的小さい場合は、振動子２１１のスペックに応じた所定の周波数帯域ＦＢの範囲内に、送信波を構成する波動の数と同じ数である２つの波動の両方の周波数が存在する。このような場合、送信波を構成する波動の周波数と受信波を構成する波動の周波数との間には、高域側の周波数同士が互いに対応し、低域側の周波数同士が互いに対応する、という対応関係が存在することが明白であるので、推定部４２５は、受信波を構成する波動と送信波を構成する波動との周波数の対応関係をその通りに特定する。そして、推定部４２５は、互いに対応する周波数同士（低域側の周波数同士または高域側の周波数同士）の差を、周波数遷移の量として推定する。
【００８１】
このように、実施形態において、推定部４２５は、受信波を構成する波動の周波数の数と送信波を構成する波動の周波数の数とが等しい場合、前者の周波数と後者の周波数との一致性、または、前者の周波数の大小関係と後者の周波数の大小関係との一致性に基づいて、前者の周波数と後者の周波数との対応関係を特定する。そして、推定部４２５は、特定した対応関係に基づいて、前者の周波数と後者の周波数とのうち、互いに対応する周波数同士の差を、ドップラーシフトによる周波数遷移の量として推定する。
【００８２】
一方、車両１と検出対象の物体との相対速度が図７に示されるような状況よりもさらに大きくなり、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が比較的大きくなると、次の図８に示されるように、受波器４２１は、送信波を構成する波動に対して周波数がずれておりかつより少ない数の波動によって構成された受信波を受信する。
【００８３】
図８は、実施形態にかかる受信波の周波数の他の一例を示した例示的かつ模式的な図である。より具体的に、図８に示される例は、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が比較的大きい場合において、図５に示される帯域Ｂ１およびＢ２の範囲内の２つの周波数の波動により構成された送信波が物体で反射された結果として受波器４２１により受信された受信波に対する周波数解析部４２４による周波数解析の結果に対応する。なお、図８に示される例において、横軸は、周波数を表し、縦軸は、信号レベル（たとえばＰＳＤ：パワースペクトル密度）を表している。
【００８４】
図８に示される例では、ドップラーシフトにより、周波数の高域側への比較的大きい遷移が発生している。図８に示される帯域Ｂ２１（中心周波数ｆ２１）は、図５に示される帯域Ｂ１（中心周波数ｆ１）が高域側に遷移したものに対応し、図８に示される帯域Ｂ２２（中心周波数ｆ２２）は、図５に示される帯域Ｂ２（中心周波数ｆ２）が高域側に遷移したものに対応する。
【００８５】
ところで、実施形態において、受波器４２１は、振動子２１１のスペックに応じた所定の周波数帯域ＦＢの範囲内の周波数の波動しか受信することができない。これに対して、図８に示される例では、帯域Ｂ２１の中心周波数ｆ２２は、所定の周波数帯域ＦＢの下限周波数ｆａと上限周波数ｆｂとの間に存在しているが、帯域Ｂ２２の中心周波数ｆ２２が、所定の周波数帯域ＦＢの上限周波数ｆｂよりも高域側に外れている。したがって、図８に示される例では、帯域Ｂ２１の範囲内の周波数の波動は正常に受信されるが、帯域Ｂ２２の範囲内の周波数の波動は正常に受信されないので、正常に受信された１つの周波数の波動の周波数と、送信波を構成する２つの周波数の波動の周波数と、の対応関係を特定することは困難のようにも思える。
【００８６】
しかしながら、図８に示される帯域Ｂ２１および帯域Ｂ２２の関係（たとえば中心周波数ｆ２１およびｆ２２の間の間隔）と、図５に示される帯域Ｂ１および帯域Ｂ２の関係（たとえば中心周波数ｆ１およびｆ２の間の間隔）とは、ドップラーシフトの発生の有無に関わらず、一致するはずである。これを踏まえれば、２つの周波数の波動により構成された送信波が１つの周波数の波動により構成された受信波としてしか正常に受信されない図８に示される例のような状況であっても、受信波を構成する１つの波動の周波数が、送信波を構成する２つの波動の周波数のうちいずれに対応するかを特定することが可能である。
【００８７】
より具体的に、図８に示される例において、帯域Ｂ２１の範囲内の周波数が、図５に示される帯域Ｂ２の範囲内の周波数に対応すると仮定すると、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で帯域Ｂ２１よりも低域側には、図５に示される帯域Ｂ１と同様の信号レベルを示す帯域が存在するはずである。しかしながら、図８に示される例において、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で帯域Ｂ２１よりも低域側は、空き帯域Ｘとなっている。したがって、図８に示される例において、帯域Ｂ２１の範囲内の周波数は、図５に示される帯域Ｂ１の範囲内の周波数に対応すると特定することが可能である。
【００８８】
より詳細に、推定部４２５は、周波数解析部４２４による周波数解析の結果として所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で帯域Ｂ２１の中心周波数ｆ２１が検出された場合、当該中心周波数ｆ２１と上限周波数ｆｂとの間の間隔と、送信波を構成する２つの波動の周波数である中心周波数ｆ１およびｆ２の間の間隔である２×Δｆ（図５参照）と、の大小関係を特定するとともに、中心周波数ｆ２１と下限周波数ｆａとの間の間隔と、２×Δｆと、の大小関係を特定することで、ドップラーシフトによる周波数の遷移の方向、すなわち空き帯域Ｘの位置を特定する。
【００８９】
たとえば、図８に示される例では、中心周波数ｆ２１と上限周波数ｆｂとの間の間隔が２×Δｆよりも小さく、中心周波数ｆ２１と下限周波数ｆａとの間の間隔が２×Δｆよりも大きい。このような場合、推定部４２５は、中心周波数ｆ２（図５参照）で信号レベルがピークとなるよう帯域Ｂ２を利用して送信された波動が、ドップラーシフトによる周波数の遷移の結果として所定の周波数帯域ＦＢの上限周波数ｆｂよりも高い周波数になることで受信波を構成する波動として実際には検出されなくなった波動に対応すると特定する。すなわち、このような場合、推定部４２５は、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で実際に検出された帯域Ｂ２１の中心周波数ｆ２１と下限周波数ｆａとの間に、空き帯域Ｘが存在すると特定する。
【００９０】
一方、仮に、周波数解析部４２４による周波数解析の結果として所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で実際に検出された１つの周波数と上限周波数ｆｂとの間の間隔が２×Δｆよりも大きく、当該１つの周波数と下限周波数ｆａとの間の間隔が２×Δｆよりも小さい場合、推定部４２５は、中心周波数ｆ１（図５参照）で信号レベルがピークとなるように帯域Ｂ１を利用して送信された波動が、ドップラーシフトによる周波数の遷移の結果として所定の周波数帯域ＦＢの下限周波数ｆａよりも低い周波数になることで受信波を構成する波動として検出されなくなった波動に対応すると特定する。すなわち、このような場合、推定部４２５は、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で実際に検出される１つの周波数と上限周波数ｆｂとの間に、空き帯域が存在すると特定する。
【００９１】
このように、実施形態において、推定部４２５は、受信波を構成する波動の周波数の数と送信波を構成する波動の周波数の数とが異なる場合、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で受信波を構成する波動として実際に検出された波動の周波数よりも低域側または高域側のうち少なくとも一方に存在する空き帯域に基づいて、受信波を構成する波動の周波数と送信波を構成する波動の周波数との対応関係を特定する。そして、推定部４２５は、特定した対応関係に基づいて、受信波を構成する波動の周波数と送信波を構成する波動の周波数とのうち、互いに対応する周波数同士の差を、ドップラーシフトによる周波数遷移の量として推定する。
【００９２】
なお、空き帯域（の位置）を特定する方法は、上記で説明した方法に限られるものではない。空き帯域を特定する他の方法として、たとえば、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で実際に検出される１つの周波数が、下限周波数ｆａと上限周波数ｆｂとのどちらに近いかに基づいて、空き帯域を特定する方法も考えられる。
【００９３】
また、空き帯域の特定は、ドップラーシフトの度合が図８に示される例よりも小さい図７に示される例にも有効に適用することが可能である。図７に示される例において空き帯域を特定すれば、受信波を構成する波動の周波数として実際に検出された２つの周波数の低域側および高域側の両方に存在する空き帯域の大きさを比較することで、周波数遷移の方向を特定し、受信波を構成する波動の周波数と送信波を構成する波動の周波数との対応関係を特定することが可能である。
【００９４】
図４に戻り、補正部４２６は、推定部４２５による推定結果に基づいて、送信波（送信信号）の周波数と整合を取るように、受信波（受信信号）を構成する波動として検出された波動の周波数を補正する。
【００９５】
そして、相関処理部４２７は、たとえば送信側の構成から取得される送信信号と、補正部４２６による補正後の受信信号と、に基づいて、送信波と受信波との識別情報の類似度に対応した相関値を取得する。相関値は、一般的によく知られた相関関数などに基づいて算出される。
【００９６】
そして、包絡線処理部４２８は、相関処理部４２７により取得された相関値に対応した信号の波形の包絡線を求める。
【００９７】
そして、閾値処理部４２９は、包絡線処理部４２８により求められた包絡線の値と、所定の閾値と、を比較し、比較結果に基づいて、送信波と受信波との識別情報が所定以上のレベルで類似するか否かを判定する。
【００９８】
そして、検出部４３０は、閾値処理部４２９による処理結果に基づいて、送信波と受信波との識別情報の類似度が所定以上のレベルとなるタイミング、すなわち反射により戻ってきた送信波としての受信波の信号レベルが閾値を超えたピークを迎えるタイミング（たとえば図２に示されるタイミングｔ４）を特定し、ＴＯＦ法により、物体までの距離を検出する。
【００９９】
ところで、物体までの距離の検出は、車両１が物体から離れていく状況よりも、車両１が物体に接近する状況において必要性が高い。一般に、車両１が物体に接近する状況においては、ドップラーシフトによる周波数遷移の結果、送信波を構成する時間的に連続な複数の波動は、反射に応じてそれぞれの周波数が高域側に遷移した状態で戻ってくる。このため、車両１が物体に接近する状況においては、送信波を構成する複数の波動のうち、高域側の周波数の波動は、反射により戻ってきた場合に、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内の波動として検出されにくい。すなわち、車両１が物体に接近する状況において、送信波を構成する複数の波動が、低域側の周波数の波動よりも高域側の周波数の波動を多く含む場合、受信波を構成する波動として検出される波動の数が少なくなりやすく、送信波と受信波との識別情報の類否の判定の精度が低下しやすい。
【０１００】
そこで、実施形態では、車両１が物体に接近する状況においても、受信波を構成する波動がより多く検出されるように、送信波を構成する時間的に連続な複数の波動を、低域側の周波数の波動が高域側の周波数の波動よりも多く含まれるように構成することが有効である。すなわち、実施形態では、図６に示される例のように、低域側の周波数の第１波動Ｗ１が高域側の周波数の第２波動Ｗ２よりも多く含まれるように送信波を構成する、すなわち１というビットの符号が０というビットの符号よりも多く含まれるように識別情報を設定することが有効である。
【０１０１】
以下、実施形態において実行される処理の流れについて説明する。
【０１０２】
図９は、実施形態にかかる距離検出装置２００が物体に関する情報を検出するために実行する一連の処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。
【０１０３】
図９に示されるように、実施形態では、まず、Ｓ９０１において、送波器４１１は、符号生成部４１２、搬送波出力部４１３、乗算器４１４、および増幅回路４１５により生成される送信信号に応じた送信波を車両１の外に向けて送信する。より具体的に、送波器４１１は、上記のような帯域分割によって構成される２つの帯域の２つの周波数を利用した周波数変調に基づいて、所定の符号長の識別情報を含むように符号化された送信波として、第１波動Ｗ１および第２波動Ｗ２の組み合わせを含む時間的に連続な複数の波動を送信する。
【０１０４】
そして、Ｓ９０２において、受波器４２１は、車両１の外に存在する物体で反射された結果として車両１側に戻ってくる送信波としての受信波を受信する。この受信波に対応した受信信号は、増幅回路４２２により増幅された後、フィルタ処理部４２３に出力される。
【０１０５】
そして、Ｓ９０３において、フィルタ処理部４２３は、増幅回路４２２により増幅された受信信号にフィルタリング処理を施し、ノイズを抑制する。
【０１０６】
そして、Ｓ９０４において、周波数解析部４２４は、フィルタ処理部４２３によるフィルタリング処理を経た受信信号に対して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）などに基づく周波数解析（スペクトル解析）を実行する。これにより、受信波を構成する波動として検出された波動の数および周波数が特定される。
【０１０７】
そして、Ｓ９０５において、推定部４２５は、Ｓ９０４における周波数解析の結果として得られる、受信波を構成する波動の周波数と、送信波を構成する複数（実施形態ではでは２つ）の周波数の関係を示す送信周波数情報と、に基づいて、受信波を構成する波動の周波数と送信波を構成する波動の周波数との対応関係を特定し、互いに対応する周波数同士の差を、ドップラーシフトによる周波数遷移の量として推定する。なお、受信波を構成する波動の周波数と送信波を構成する波動の周波数との対応関係の特定方法の詳細は、既に説明したため、ここでは説明を省略する。
【０１０８】
そして、Ｓ９０６において、補正部４２６は、推定部４２５による判別結果に基づいて、送信波（送信信号）の周波数と整合を取るように、受信波（受信信号）を構成する波動として検出された波動の周波数を補正する。
【０１０９】
そして、Ｓ９０７において、相関処理部４２７は、たとえば送信側の構成から取得される送信信号と、補正部４２６による補正後の受信信号と、に基づいて、送信波と受信波との識別情報の類似度に対応した相関値を取得する相関処理を実行する。
【０１１０】
そして、Ｓ９０８において、検出部４３０は、Ｓ９０７における相関処理の結果に基づいて、送信波の反射をもたらす物体までの距離を検出する。
【０１１１】
より具体的に、Ｓ９０８において、検出部４３０は、まず、包絡線処理部４２８による処理を経た相関値と閾値との比較結果を閾値処理部４２９から取得する。そして、検出部４３０は、閾値処理部４２９から取得した情報に基づいて、送信波が送信されたタイミングと、当該送信波と所定以上のレベルで類似（一致）する識別情報が付与された補正後の受信波のもととなる受信波が受信されたタイミングと、を特定する。そして、検出部４３０は、両者のタイミングの差に基づいて、ＴＯＦ法により、送信信号を反射した物体までの距離を検出する。そして、処理が終了する。
【０１１２】
以上説明したように、実施形態にかかる距離検出装置２００は、送波器４１１と、受波器４２１と、推定部４２５と、補正部４２６と、検出部４３０と、を備えている。送波器４１１は、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内に設定される２つの周波数に基づく送信波を送信する。受波器４２１は、物体での反射に応じて戻ってきた送信波に基づく受信波を受信する。推定部４２５は、受信波に対する周波数解析の結果と、送信波の２つの周波数の関係を示す送信周波数情報と、に基づいて、送信波と受信波との間におけるドップラーシフトによる周波数遷移の量を推定する。補正部４２６は、推定部４２５の推定結果に基づいて、送信波と周波数の整合を取るように受信波を補正する。検出部４３０は、送信波と補正部４２６による補正後の受信波との関係に基づいて、物体に関する情報としての物体までの距離を検出する。
【０１１３】
上記のような構成によれば、ドップラーシフトによる周波数遷移が発生する場合においても、その影響をキャンセルするように受信波が補正されるので、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出し、物体に関する情報として、物体までの距離を精度良く検出することができる。
【０１１４】
また、実施形態において、送波器４１１は、少なくとも２つの周波数で信号レベルがそれぞれピークを迎える少なくとも２つの波動の組み合わせを含む時間的に連続な複数の波動を送信波として送信する。そして、推定部４２５は、周波数解析部４２４による周波数解析の結果と、送信周波数情報と、に基づいて、受信波の信号レベルがピークを迎える１以上の周波数と、送信波の少なくとも２つの周波数と、の対応関係を特定し、互いに対応する周波数同士の差に基づいて、周波数遷移の量を推定する。このような構成によれば、周波数解析の結果と送信周波数情報とに基づいて特定される、受信波と送信波との周波数の対応関係に基づいて、周波数遷移の量を容易に推定することができる。
【０１１５】
また、実施形態において、推定部４２５は、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが等しい場合、受信波の１以上の周波数と送信波の少なくとも２つの周波数との一致性、または、受信波の１以上の周波数の大小関係と送信波の少なくとも２つの周波数の大小関係との一致性に基づいて、受信波の１以上の周波数と送信波の少なくとも２つの周波数との対応関係を特定する。このような構成によれば、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが一致する程度に小さい場合において、受信波と送信波との周波数または当該周波数の大小関係の一致性を考慮することで、周波数の対応関係を容易に特定することができる。
【０１１６】
また、実施形態において、推定部４２５は、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが異なる場合、所定の周波数帯域ＦＢの範囲内で受信波の１以上の周波数よりも低域側または高域側のうち少なくとも一方に存在する空き帯域に基づいて、受信波の１以上の周波数と送信波の少なくとも２つの周波数との対応関係を特定する。このような構成によれば、ドップラーシフトによる周波数遷移の量が、受信波の１以上の周波数の数と送信波の少なくとも２つの周波数の数とが一致しない程度に大きい場合であっても、空き帯域を考慮することで、周波数の対応関係を容易に特定することができる。
【０１１７】
また、実施形態において、送波器４１１は、少なくとも２つの波動にそれぞれ異なる情報が対応付けられることで所定の識別情報を含むように符号化された複数の波動を送信波として送信する。このような構成によれば、識別情報を利用して、受信波が、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波に該当するか否かを識別しやすくすることができる。
【０１１８】
また、実施形態において、距離検出装置２００は、送信波と補正後の受信波との類似度に対応した相関値を取得する相関処理部４２７をさらに備えている。そして、検出部４３０は、相関値と閾値との比較結果に基づいて、送信波と補正後の受信波との類似度が所定以上のレベルであると判定された場合に、物体に関する情報としての物体までの距離を検出する。このような構成によれば、相関値を利用して、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波を精度良く検出し、物体までの距離を精度良く検出することができる。
【０１１９】
また、実施形態において、検出部４３０は、送信波が送信されたタイミングと、送信波との類似度が所定以上のレベルであると判定された補正後の受信波のもととなる受信波が受信されたタイミングと、の差に基づいて、物体に関する情報としての物体までの距離を検出する。このような構成によれば、物体までの距離を容易に検出することができる。
【０１２０】
また、実施形態において、送信波の少なくとも２つの周波数は、それぞれ、所定の周波数帯域ＦＢを仮想的に分割することで構成される互いに重複しない少なくとも２つの帯域の範囲内に設定される。このような構成によれば、帯域分割により、送信波の少なくとも２つの周波数を容易に設定することができる。
【０１２１】
また、実施形態において、送波器４１１および受波器４２１は、音波を送受信可能な単一の振動子２１１を含む送受信部２１０として一体的に構成されており、所定の周波数帯域ＦＢは、振動子２１１のスペックに応じて設定される。このような構成によれば、送信波および受信波を送受信するための構成を簡単化することができるとともに、所定の周波数帯域ＦＢを容易に設定することができる。
【０１２２】
＜変形例＞
なお、上述した実施形態では、本開示の技術が、超音波の送受信によって物体に関する情報を検知する構成に適用されているが、本開示の技術は、超音波以外の波動としての、音波やミリ波、電磁波などの送受信によって物体に関する情報を検知する構成にも適用することが可能である。
【０１２３】
また、上述した実施形態では、本開示の技術を適用する対象として、物体までの距離を検出する距離検出装置が例示されているが、本開示の技術は、物体に関する情報として、物体の有無のみを検出する物体検出装置にも適用可能である。
【０１２４】
また、上述した実施形態では、帯域分割によって構成される帯域の数が２つであり、各帯域の周波数の波動に０または１という情報が対応付けられる構成が例示されている。しかしながら、帯域分割によって構成される帯域の数は、３つ以上であってもよい。この場合、各帯域の周波数の波動には、０または１という情報以外の他の情報が対応付けられてもよい。なお、帯域分割によって構成される帯域の数が３つ以上の場合であっても、送信波を構成する波動と受信波を構成する波動との周波数の対応関係の特定方法は上述した実施形態と実質的に同様であるため、詳しい説明は省略する。
【０１２５】
また、上述した実施形態では、振動子が送受信可能な所定の周波数帯域の全体が２つの帯域に仮想的に分割される構成が例示されている。しかしながら、帯域分割の対象は、振動子が送受信可能な所定の周波数帯域の一部の帯域のみであってもよい。
【０１２６】
さらに、上述した実施形態では、識別情報の付与が周波数変調のみに基づいて実現される構成が例示されている。しかしながら、識別情報の付与は、周波数変調と、位相変調や振幅変調などと言った他の変調と、の組み合わせによって実現されてもよい。
【０１２７】
以上、本開示の実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態および変形例はあくまで一例であって、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および変形例は、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、変更を行うことができる。上述した実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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】
【０１２８】
２００、２０１、２０２、２０３、２０４  距離検出装置（物体検出装置）
２１０  送受信部
２２０  制御部
２１１  振動子
４１１  送波器（送信部）
４２１  受波器（受信部）
４２５  推定部
４２６  補正部
４２７  相関処理部
４３０  検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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