(57)【要約】【課題】システム全体のコストを低減しつつ、混信を抑制することが可能な物体検知システムを提供する。【解決手段】送受信部１４，１４ａから探査波を送信し、周囲の物体からの反射波を含む受信波を送受信部１４，１４ａで取得して前記物体を検知する物体検知装置１０，１０ａを複数備える物体検知システムであって、複数の前記物体検知装置１０，１０ａは、互いに、送受信部１４，１４ａが送信可能な探査波の周波数に共通範囲を有しており、共通範囲内の周波数の探査波に基づいて、送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を送受信部１４，１４ａから送信させる送信制御部１２，１２ａと、受信波の受信特性を取得する特性取得部１８〜２０と、取得した受信特性に基づいて、その受信波がいずれの送信特性の探査波の反射波であるかを判定する判定部１０３と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信部（１４，１４ａ）から探査波を送信し、周囲の物体からの反射波を含む受信波を前記送受信部で取得して前記物体を検知する物体検知装置（１０，１０ａ，３１〜３４，４１〜４４，５１，５２，６１，６２）を複数備え、車両に搭載される物体検知システムであって、
複数の前記物体検知装置は、互いに、前記送受信部が送信可能な探査波の周波数に共通範囲を有しており、
前記共通範囲内の周波数の前記探査波に基づいて、送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を前記送受信部から送信させる送信制御部（１２，１２ａ）と、
前記受信波の受信特性を取得する特性取得部（１８〜２０，１８ａ〜２０ａ）と、
前記受信特性に基づいて、前記物体検知装置が受信した受信波が自己の送信特性の探査波の反射波であるかを判定する判定部（１０３）と、を備え、
前記車両において隣り合って設けられ、互いに前記送信特性が異なる前記物体検知装置（３１〜３４，５１，６１，４１〜４４，５２，６２）を含む、物体検知システム。
【請求項２】
前記隣り合って設けられた前記物体検知装置は、自己が送信した探査波の反射波である直接波と、他の前記物体検知装置が送信した探査波の反射波である間接波とを受信可能に配置されており、
前記判定部は、前記受信特性に基づいて、前記物体検知装置が受信した受信波が前記直接波及び前記間接波のいずれであるかを判定する、請求項１に記載の物体検知システム。
【請求項３】
前記隣り合って設けられた前記物体検知装置は、互いに前記送信特性が異なる他の複数の前記物体検知装置が送信した探査波の反射波である間接波を受信可能に配置されており、
前記判定部は、前記受信特性に基づいて、前記物体検知装置が受信した受信波がいずれの前記物体検知装置の間接波であるかを判定する、請求項１又は２に記載の物体検知システム。
【請求項４】
前記車両の前端部に少なくとも２つの前記物体検知装置（３１〜３４）が隣り合って設けられており、前記少なくとも２つの前記物体検知装置において隣り合う前記物体検知装置の前記送信特性が互いに異なり、
前記車両の後端部に少なくとも２つの前記物体検知装置（４１〜４４）が隣り合って設けられており、前記少なくとも２つの前記物体検知装置において隣り合う前記物体検知装置の前記送信特性が互いに異なる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項５】
前記車両の左側方に少なくとも２つの前記物体検知装置（５１，５２）が隣り合って設けられており、前記少なくとも２つの前記物体検知装置において隣り合う前記物体検知装置の前記送信特性が互いに異なり、
前記車両の右側方に少なくとも２つの前記物体検知装置（６１，６２）が隣り合って設けられており、前記少なくとも２つの前記物体検知装置において隣り合う前記物体検知装置の前記送信特性が互いに異なる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項６】
前記車両の外周縁部に少なくとも８つの前記物体検知装置（３１〜３４，４１〜４４、５１，５２，６１，６２）が隣り合って設けられており、前記少なくとも８つの前記物体検知装置において隣り合う前記物体検知装置の前記送信特性が互いに異なる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項７】
前記車両の右側方に設けられる前記物体検知装置（５１，５２）の前記送信特性と、前記車両の左側方に設けられる前記物体検知装置（６１，６２）の前記送信特性とが異なる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項８】
前記車両の前端部に設けられる前記物体検知装置（３１〜３４）の前記送信特性と、前記車両の後端部に設けられる前記物体検知装置（４１〜４４）の前記送信特性とが互いに異なる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項９】
複数の前記物体検知装置は、互いに、前記送受信部の共振周波数及び共振周期の少なくとも一方を示す共振特性が共通しており、
前記送受信部は、周波数及び周期の少なくとも一方を示す前記送信特性が前記共振特性を含む所定範囲内である前記探査波を送信可能であり、且つ、周波数及び周期の少なくとも一方を示す前記受信特性が前記共振特性を含む所定範囲内である前記受信波を受信可能であり、
前記送信制御部は、前記所定範囲内において互いに前記送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を前記送受信部から送信させる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項１０】
送受信部（１４，１４ａ）から探査波を送信し、周囲の物体からの反射波を含む受信波を前記送受信部で取得して前記物体を検知する物体検知装置（１０，１０ａ，３１〜３４，４１〜４４，５１，５２，６１，６２）を複数備える物体検知システムであって、
複数の前記物体検知装置は、互いに、前記送受信部の共振周波数及び共振周期の少なくとも一方を示す共振特性が共通しており、
前記送受信部は、周波数及び周期の少なくとも一方を示す送信特性が前記共振特性を含む所定範囲内である前記探査波を送信可能であり、且つ、周波数及び周期の少なくとも一方を示す受信特性が前記共振特性を含む所定範囲内である前記受信波を受信可能であり、
前記所定範囲内において互いに前記送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を前記送受信部から送信させる送信制御部（１２，１２ａ）と、
前記受信波の前記受信特性を取得する特性取得部（１８〜２０，１８ａ〜２０ａ）と、
取得した前記受信特性に基づいて、その受信波がいずれの送信特性の探査波の反射波であるかを判定する判定部（１０３）と、を備える、物体検知システム。
【請求項１１】
送受信部（１４，１４ａ）から探査波を送信し、周囲の物体からの反射波を含む受信波を前記送受信部で取得して前記物体を検知する物体検知装置（１０，１０ａ，３１〜３４，４１〜４４，５１，５２，６１，６２）を複数備え、車両に搭載される物体検知システムであって、
複数の前記物体検知装置は、互いに、前記送受信部が送信可能な探査波の周波数に共通範囲を有しており、
前記共通範囲内の周波数の前記探査波に基づいて、送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を前記送受信部から送信させる送信制御部（１２，１２ａ）と、
前記受信波の受信特性を取得する特性取得部（１８〜２０，１８ａ〜２０ａ）と、
取得した前記受信特性に基づいて、その受信波がいずれの送信特性の探査波の反射波であるかを判定する判定部（１０３）と、を備え、
前記車両において間隔を開けて複数設けられ、互いに前記送信特性が異なる前記物体検知装置（３１〜３４，５１，６１，４１〜４４，５２，６２）を含む、物体検知システム。
【請求項１２】
前記探査波のうちのひとつは、前記送信特性が前記共振特性よりも第１所定値だけ大きく、
前記探査波のうちのひとつは、前記送信特性が前記共振特性よりも第２所定値だけ小さい、請求項９又は１０に記載の物体検知システム。
【請求項１３】
前記第１所定値及び前記第２所定値は、前記共振特性の２〜５％である、請求項１２に記載の物体検知システム。
【請求項１４】
前記第１所定値及び前記第２所定値が等しい、請求項１２又は１３に記載の物体検知システム。
【請求項１５】
前記特性取得部は、前記受信波の位相回転量に基づいて、前記受信特性を求める、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項１６】
前記送信制御部は、送信特性として、第１特性と、前記第１特性よりも大きい第２特性の一方を前記送受信部から送信させるものであり、
前記判定部は、前記受信特性が前記第１特性を含む第１範囲内である場合に、前記第１特性の探査波の反射波であると判定し、前記受信特性が第２範囲内である場合に、前記第２特性の探査波の反射波であると判定する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項１７】
前記第１範囲と前記第２範囲とは異なる範囲であり、
前記判定部は、前記受信特性が前記第１範囲と前記第２範囲との間の所定範囲内である場合、前記判定を制限する、請求項１６に記載の物体検知システム。
【請求項１８】
前記送受信部は、有底筒状の筐体（１４１）と、その筐体の内側に取り付けられた圧電素子（１４２）とを備える、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【請求項１９】
前記物体検知装置は、前記送信特性を所定期間ごとに切り替える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の物体検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
探査波を送信し、周囲の物体からの反射波を含む受信波を取得する物体検知装置を複数備える物体検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を探査波として送信し、物体により反射された反射波を受信してその物体との距離や相対速度を検知する物体検知装置が実現されている。このような物体検知装置において、周囲に他の物体検知装置が存在する場合等に、他の物体検知装置から送信された探査波を受信したり、その探査波に基づく反射波を受信したりする、混信が生ずることがある。混信が生じた場合には、他の物体検知装置から送信された探査波や、その探査波に基づく反射波により物体の位置を検出することになり、実際に存在しない物体が存在すると判定するおそれがある。
【０００３】
このように複数の物体検知装置を備える物体検知システムでは、このような混信を抑制すべく、従来、探査波の送信タイミングをランダムに変化させる制御が行われている。
【０００４】
下記の特許文献１では、物体検知装置に赤外線の送受信機を設け、探査波の送信タイミングで他の物体検知装置に対して赤外線を照射することにより、混信を抑制している。
【０００５】
また、複数の物体検知装置の間で共振周波数を異ならせ、各物体検知装置では、自己の共振周波数の探査波を送信する手段も採用されている。物体検知装置では、受信した受信波の周波数が共振周波数から乖離するほど感度が低下するため、自己の探査波の反射波を精度よく取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１１４０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
送信タイミングをランダムに変化させる場合、一般的には送受信の１サンプリング周期を一定とするため、最も遅い送信タイミングでも十分な受信待機期間を設けることが可能な程度に、１サンプリング周期の長さを定める。したがって、１サンプリング周期の長さをより長くする必要が生ずる。これにより、所定時間当たりのサンプリング数が減少し、物体との距離等を用いた制御の精度が低下する。加えて、送信タイミングをランダムとするための各種パラメータを複数持つ必要が生じ、構成の複雑化が生ずる。
【０００８】
特許文献１に記載の物体検知装置では、他の物体検知装置に対して赤外線を照射することで混信を抑制しているため、赤外線の送受信機が必要な構成となる。これにより、混信の抑制制御をひとつの物体検知装置で完結することができず、システム全体の構成が複雑となるという問題が生ずる。
【０００９】
また、複数の物体検知装置の間で共振周波数を異ならせる手段を採用するならば、システムに含まれる物体検知装置の種類が増え、システム全体のコストが増加する。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、システム全体のコストを低減しつつ、混信を抑制することが可能な物体検知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、送受信部（１４，１４ａ）から探査波を送信し、周囲の物体からの反射波を含む受信波を前記送受信部で取得して前記物体を検知する物体検知装置（１０，１０ａ，３１〜３４，４１〜４４，５１，５２，６１，６２）を複数備え、車両に搭載される物体検知システムであって、複数の前記物体検知装置は、互いに、前記送受信部が送信可能な探査波の周波数に共通範囲を有しており、前記共通範囲内の周波数の前記探査波に基づいて、送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を前記送受信部から送信させる送信制御部（１２，１２ａ）と、前記受信波の受信特性を取得する特性取得部（１８〜２０，１８ａ〜２０ａ）と、前記受信特性に基づいて、前記物体検知装置が受信した受信波が自己の送信特性の探査波の反射波であるかを判定する判定部（１０３）と、を備え、前記車両において隣り合って設けられ、互いに前記送信特性が異なる前記物体検知装置（３１〜３４，５１，６１，４１〜４４，５２，６２）を含む。
【００１２】
上記構成では、複数の物体検知装置を備える物体検知システムにおいて、複数の物体検知装置は、互いに、送受信部が送信可能な探査波の周波数に共通範囲を有しているため、システム全体のコストの低減が可能である。このような物体検知システムにおいて、物体検知装置から探査波を送信する場合、一般的には共通範囲内の周波数において一致する送信特性の探査波のみを送信する。ところが、送信特性を共通化した場合、車両において物体検知装置が隣り合って設けられた構成において、受信波の受信特性を取得したとしても、受信波がいずれの物体検知装置から送信された反射波に基づくものであるかの判定が困難である。この点、上記構成では、共通範囲内の周波数の探査波に基づいて、送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を送信するものとしているため、受信波の受信特性を取得することで、その受信波がいずれの物体検知装置から送信された探査波の反射波であるかを判定することができる。したがって、物体検知装置の構造の共通化によるコストの低減を実現しつつ、反射波がいずれの物体検知装置から送信された探査波に基づくものであるかを適切に判定することができる。さらに、隣り合う物体検知装置から同時に探査波を送信したとしても、いずれの物体検知装置から送信された探査波の反射波であるかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】物体検知システムの構成を示す図である。
【図２】物体検知装置の断面図である。
【図３】共振周波数と送信周波数とを示す図である。
【図４】位相算出部の構成を示す図である。
【図５】位相回転量と周波数との関係を示す図である。
【図６】物体検知システムにおける一連の処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図９】第４実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１０】第５実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１１】第６実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１２】第７実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１３】第８実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１４】第８実施形態に係る物体検知システムの変形例を示す図である。
【図１５】第９実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１６】第１０実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１７】第１１実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【図１８】第１２実施形態に係る物体検知システムの送信周波数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
本実施形態に係る物体検知システムは、車両に搭載されるものである。物体検知システムは、所定の送受信機会ごとに超音波である探査波を送信し、車両の周囲に存在する物体により反射された反射波を受信波として受信し、探査波の送信から受信波の受信までの時間を測定することにより、車両と物体との距離を求める。そして、車両と物体との距離が所定距離よりも近い場合に、車両の運転者に対して物体との接近を報知したり、車両が備える制動装置を作動させたりする。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る物体検知システムの構成図である。物体検知システムは、物体検知装置である超音波センサ１０，１０ａと、その超音波センサ１０，１０ａと通信可能に接続されたＥＣＵ１００とを含んで構成されている。超音波センサ１０，１０ａは、共通の構造となっている。すなわち、超音波センサ１０，１０ａは、共振周波数（共振周期）が共通している。この共振周波数は、共振特性と称することができる。なお、共振周波数が共通するという文言は、共振周波数が全く等しくなっていることのみならず、共振周波数を等しくなる設計のもとで製造されたものであれば、共振周波数が等しいと定義する。すなわち、超音波センサ１０，１０ａの製造過程で共振周波数に誤差が生じていたとしても、共振周波数が等しいということができる。
【００１６】
これら超音波センサ１０，１０ａは、間隔を開けて配置されており、且つ、一方の超音波センサ１０から探査波が送信され、周囲の物体によりその探査波が反射された場合、反射波はいずれの超音波センサ１０，１０ａにおいても受信可能とされている。すなわち、超音波センサ１０，１０ａは、自己が送信した探査波の反射波である直接波と、他のセンサが送信した探査波の反射波である間接波のいずれも受信可能である。なお、以下の説明において、一方の超音波センサ１０についての説明を行う。他方の超音波センサ１０ａの各構成には、一方の超音波センサ１０の各構成を示す符号に「ａ」の符号を追加して図示している。
【００１７】
超音波センサ１０は、ＥＣＵ１００との通信を行う通信部１１、その通信部１１から探査波の送信制御の開始信号を受け取り、探査波の送信制御を行う送信制御部１２、及び、その送信制御部１２により駆動される送信回路１３を備えている。送信回路１３は、送信制御部１２からの駆動信号により駆動させられ、所定周波数の駆動電力が送受信部１４へと供給される。
【００１８】
送受信部１４は、圧電素子を備える有底筒状の筐体の内側に圧電素子が取り付けられたものである。この送受信部１４の具体的構造について、図２を参照して説明する。
【００１９】
送受信部１４は、筐体１４１、圧電素子１４２と、スペーサ１４３、ベース１４４および接続ピン１４５を有して構成されている。
【００２０】
筐体１４１は、導電性材料で構成され、有底円筒状とされることで筐体１４１の内部に内部空間１４６が形成されている。筐体１４１の底部１４１ａの内面に圧電素子１４２が貼着されており、この底部１４１ａの外側表面が送受信面となっている。本実施形態では、導電性材料としてアルミニウムを用いており、送受信面を円形状としている。
【００２１】
圧電素子１４２は、圧電セラミックス、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスで構成され、その表裏両面に電極を備えている。圧電素子１４２の一方の電極は、リード１４７ａによって一対の接続ピン１４５の一方に電気的に接続されている。圧電素子１４２の他方の電極は、筐体１４１の底部１４１ａに例えば導電性接着剤により貼着され、導電性材料で構成された筐体１４１を介してリード１４７ｂに接続されたのち、一対の接続ピン１４５の他方に電気的に接続されている。
【００２２】
スペーサ１４３は、筐体１４１の開口部とベース１４４との間に配置されている。スペーサ１４３は、筐体１４１の底部１４１ａの振動に伴って筐体１４１に生じる不要振動が、ベース１４４に伝達されるのを抑制するための弾性体であり、例えばシリコーンゴムから構成されている。
【００２３】
ベース１４４は、筐体１４１の開口部側の外周面にスペーサ１４３を介して嵌め込まれることで、筐体１４１に固定されている。ベース１４４は絶縁材料、例えばＡＢＳ樹脂等の合成樹脂で構成されている。ベース１４４には、接続ピン１４５を被覆するための保護部１４８が回路基板１６２側に突出するように設けられ、接続ピン１４５が保護部１４８を貫通するように配置されている。
【００２４】
そして、筐体１４１、スペーサ１４３、ベース１４４が、それぞれ接着されることで、一体構造とされた送受信部１４が構成されている。このように構成された送受信部１４は、円筒形状の弾性部材１５０に側面、及び底面の一部が覆われて、合成樹脂からなる中空の本体部１６０内に組み付けられる。
【００２５】
本体部１６０は、中空状の略長方体で構成されている。本体部１６０の一面には、上端が開口した円筒形の側壁部１６１が設けられており、その側壁部１６１の内部に、送受信部１４及び弾性部材１５０が収容される。送受信部１４は、外周面に弾性部材１５０が当接させられると共に、下側に振動を抑制する弾性体となる発泡弾性体１６４が配置されて本体部１６０に組み付けられている。
【００２６】
本体部１６０には、回路基板１６２の接続位置に対して接続ピン１４５を位置決めするためのガイド部１６３が設けられている。このガイド部１６３は、本体部１６０の内部空間を送受信部１４の配置空間と回路基板１６２の配置空間とに区画する板状部によって構成されている。
【００２７】
このように送受信部１４を本体部１６０に組み付けた状態において、接続ピン１４５の先端部が回路基板１６２に挿入されている。この回路基板１６２には、図１における送受信部１４を除く各部の機能に相当する電子部品等が、実装されている。
【００２８】
また、ガイド部１６３により区画された本体部１６０のうち回路基板１６２が配置される中空部には、防湿性部材１６５が充填されている。回路基板１６２には外部に出力するための外部出力端子１６７が備えられ、本体部１６０の一面に形成されたコネクタ１６６から外部出力端子１６７の一端側が露出させられた構成とされている。超音波センサ１０とＥＣＵ１００との接続は、この外部出力端子１６７により行われる。
【００２９】
図１の説明に戻り、送信回路１３から所定周波数の駆動電力が圧電素子へと供給され、圧電素子がその駆動電力により発振することで超音波を探査波として送信する。この探査波の周波数である送信周波数について、図３を参照して説明する。この送信周波数は、送信波の特性であるため、送信特性と称することができる。送信周波数としては、共振周波数ｆ０よりも小さい第１周波数ｆ１と、共振周波数ｆ０よりも大きい第２周波数ｆ２との一方が、送信制御部１２により選択される。具体的には、共振周波数ｆ０が６６．７ｋＨｚとなっており、第１周波数ｆ１は共振周波数ｆ０よりも２ｋＨｚ（第２所定値）小さい６４．７ｋＨｚであり、第２周波数ｆ２は共振周波数ｆ０よりも２ｋＨｚ（第１所定値）大きい６８．７ｋＨｚである。すなわち、第１周波数ｆ１は共振周波数ｆ０よりも、共振周波数ｆ０の３％だけ小さく、第２周波数ｆ２は共振周波数ｆ０よりも、共振周波数ｆ０の３％だけ大きい。なお、第１周波数ｆ１は第１特性ということができ、第２周波数ｆ２は第２特性ということができる。
【００３０】
探査波の送信後に周囲の物体により探査波が反射された場合、反射された超音波である反射波が送受信部１４へ入射する。また、上述した通り、他方の超音波センサ１０ａの送受信部１４ａから探査波が送信されて物体に反射された場合においても、送受信部１４へ反射波が入射する。
【００３１】
送受信部１４が備える圧電素子は、受信波によって振動し、受信波の周波数と等しい周波数を有し、且つ、受信波の振幅に比例する電圧を有する電気信号を発生させる。圧電素子が発生させた電気信号は、受信回路１５へ入力される。受信回路１５は、公知のバンドパスフィルタ回路を備え、探査波の周波数から乖離した周波数の受信波を除去する。
【００３２】
受信回路１５から出力される電気信号は、閾値判定部１６へ入力される。閾値判定部１６は、受信波の振幅に対応する電圧が、予め定められた閾値よりも大きくなったか否かを判定する。すなわち、振幅が十分に大きく、反射波である可能性がある受信波を受信したか否かを判定する。閾値判定部１６は、電気信号の電圧が閾値よりも大きくなった時刻である受信時刻を、距離算出部１７へ送信する。
【００３３】
距離算出部１７は、送信制御部１２から取得した探査波の送信時刻と、閾値から取得した受信波の受信時刻とに基づいて、物体との距離を算出する。具体的には、受信時刻から送信時刻を減算した値に音速を乗算し、その値の半分を物体との距離をする。
【００３４】
超音波センサ１０は、さらに、受信波の位相を算出する位相算出部１８を備える。この位相算出部１８は、受信波の位相を直交検波により算出する。位相算出部１８は、送信制御部１２から探査波の送信周波数を取得し、受信回路１５から受信波の周波数に等しい周波数を有する電気信号を取得する。この位相算出部１８で行われる具体的処理について、図４を参照して説明する。
【００３５】
正弦波発生部１８１は、送信制御部１２から共振周波数ｆ０を取得し、その共振周波数ｆ０の４倍の周波数の正弦波を発生させる。この正弦波は、第１乗算器１８２へ入力される。第１乗算器１８２は、受信信号に対して正弦波を乗算する。一方、正弦波発生部１８１により発生させられた正弦波は、余弦波変換部１８３に入力される。余弦波変換部１８３では、正弦波の周期を−π／２遅らせた余弦波を発生させる。この余弦波は、第２乗算器１８４へ入力される。第２乗算器１８４は、受信信号に対して余弦波を乗算する。
【００３６】
第１乗算器１８２の出力値、第２乗算器１８４の出力値は、それぞれローパスフィルタ１８５，１８６を経て、受信波の同相成分Ｉ、直交位相成分Ｑとして、演算部１８７へ入力される。演算部１８７は、同相成分Ｉ及び直交位相成分Ｑに基づいて受信波の位相を算出する。
【００３７】
位相算出部１８の演算部１８７により算出された受信波の位相は、位相回転量算出部１９へ入力される。上述した通り、受信波の位相を直交検波により算出するうえで、共振周波数ｆ０を用いている。したがって、位相回転量算出部１９は、受信波の位相を位相回転量とし、その位相回転量を周波数算出部２０へ入力する。
【００３８】
周波数算出部２０は、取得した位相回転量に基づいて、受信波の周波数である受信周波数を求める。具体的には、図示しないメモリに位相回転量と受信波の周波数の関係とを示すテーブル又は関数が記憶されており、そのテーブル又は関数に基づいて、位相回転量から受信周波数を特定する。この位相回転量と受信周波数との関係について、図５を参照して説明する。この位相回転量と受信周波数との関係については、演算により求められるものであるが、その関係は周知であるため、具体的な説明は省略する。なお、受信周波数は、受信特性ということができる。
【００３９】
図示のとおり、位相回転量と受信周波数との相関関係は、直線的な負の相関関係である。すなわち、位相回転量が大きくなるほど周波数は小さくなり、位相回転量が小さくなるほど周波数は大きくなる。また、上述した通り、共振周波数ｆ０を用いて直交検波の処理を行っているため、位相回転量がゼロである場合の受信周波数は共振周波数ｆ０である。
【００４０】
第１周波数ｆ１は共振周波数ｆ０よりも小さく、第２周波数ｆ２は共振周波数ｆ０よりも大きく、且つ、第１周波数ｆ１と共振周波数ｆ０との差の絶対値と、第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差の絶対値とは等しい。したがって、位相回転量が正の値であるｄである場合が第１周波数ｆ１に対応しているとすれば、位相回転量が負の値である−ｄである場合に第２周波数ｆ２に対応している。
【００４１】
以上のようにして、距離算出部１７が算出した距離、及び、周波数算出部２０が算出した受信周波数は、通信部１１からＥＣＵ１００へと送信される。
【００４２】
ＥＣＵ１００は、通信部１０１、制御部１０２、及び判定部１０３を備えている。通信部１０１は、各超音波センサ１０，１０ａの通信部１１，１１ａと接続されており、ＥＣＵ１００と各超音波センサ１０，１０ａとの情報の送受信は、この通信部１０１を介して行われる。制御部１０２は、通信部１０１を介して物体との距離を取得する。判定部１０３は、通信部１０１を介して受信周波数を取得する。
【００４３】
判定部１０３は、受信波がいずれの超音波センサ１０，１０ａの探査波の反射波であるかを判定する。具体的には、第１周波数ｆ１に対して、周波数の範囲を示す第１範囲が設定されており、第１範囲の上限は、共振周波数ｆ０よりも小さく第１周波数ｆ１よりも大きい値であり、第１範囲の下限は、第１周波数ｆ１よりも小さい値である。同様に、第２周波数ｆ２に対して、周波数の範囲を示す第２範囲が設定されており、第２範囲の下限は、共振周波数ｆ０よりも大きく第２周波数ｆ２よりも小さい値であり、第２範囲の上限は、第２周波数ｆ２よりも大きい値である。すなわち、第１範囲の上限は、第２範囲の下限よりも小さく設定されている。
【００４４】
そして、受信周波数が第１範囲内である場合、その受信波が、第１周波数ｆ１で送信された探査波の反射波であると判定する。同様に、受信周波数が第２範囲内である場合、その受信波が、第２周波数ｆ２で送信された探査波の反射波であると判定する。また、受信周波数が第１範囲内でなく第２範囲内でもない場合、受信波を混信波と判定する。すなわち、受信周波数が第１範囲の上限よりも大きく且つ第２範囲の下限よりも小さい場合においても、混信波であると判定する。なお、受信周波数が第１範囲の上限よりも大きく且つ第２範囲の下限よりも小さい場合には、受信周波数は共振周波数ｆ０により近い値を取る。この場合には、判定部１０３による１度の判定のみで混信波であると確定せず、複数回混信波であるとの判定結果を得ることで、混信波であると確定してもよい。すなわち、受信周波数が第１範囲の上限よりも大きく且つ第２範囲の下限よりも小さい場合には、判定を制限するものとしてもよい。
【００４５】
この判定結果は、制御部１０２へ入力される。制御部１０２では、受信波がいずれかの超音波センサ１０，１０ａの探査波の反射波であるとの判定結果を受信すれば、その受信波に対応する距離を用いた各種処理、すなわち、物体との衝突を回避する制御等を行う。この処理は周知の処理であるため、具体的な説明を省略する。また、受信波が混信波であると判定すれば、その受信波に基づく距離は、破棄する。
【００４６】
以上のように構成される物体検知システムにおいて実行される一連の処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
まず、ステップＳ１０１にて、送信周波数を決定する。すなわち、第１周波数ｆ１の探査波を送信するか第２周波数ｆ２の探査波を送信するかを決定する。ステップＳ１０１にて送信周波数が決定されれば、続くステップＳ１０２にて、決定された送信周波数の探査波が送信される。
【００４８】
探査波が送信されれば、続くステップＳ１０３にて受信波を取得したか否かを判定する。すなわち、受信波の振幅を示す電圧が閾値よりも大きくなったか否かを判定する。ステップＳ１０３にて否定判定すれば、すなわち、受信波の振幅を示す電圧が閾値以下であれば、ステップＳ１０３の判定を繰り返す。一方、ステップＳ１０３にて肯定判定すれば、ステップＳ１０４に進み、受信波の位相回転量を算出する。位相回転量が算出されれば、ステップＳ１０５に進み、位相回転量から受信周波数を算出する。
【００４９】
続くステップＳ１０６にて、受信周波数が送信周波数を含む所定範囲内であるか否かを判定する。すなわち、超音波センサ１０において、受信波が自己の探査波の反射波であるか否かを判定する場合には、送信周波数が第１周波数ｆ１であれば、受信周波数が第１周波数ｆ１を含む第１範囲内であるか否かを判定し、送信周波数が第２周波数ｆ２であれば、受信周波数が第２周波数ｆ２を含む第２範囲内であるか否かを判定する。超音波センサ１０において、受信波が他の超音波センサ１０ａの探査波の反射波であるか否かの判定についても、同様に行われる。
【００５０】
ステップＳ１０６にて肯定判定すれば、すなわち受信周波数が送信周波数を含む所定範囲内であれば、ステップＳ１０７へ進み、受信波が反射波であると判定する。ステップＳ１０７の判定がなされれば、受信波に基づく距離を用いて各種制御を行う。
【００５１】
一方、ステップＳ１０６にて否定判定すれば、すなわち受信周波数が送信周波数を含む所定範囲外であれば、ステップＳ１０８へ進み、受信波が混信波であると判定する。この場合には、その受信波に基づく距離に関する情報等を破棄し、一連の処理を終了する。
【００５２】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、以下の効果を有する。
【００５３】
・複数の超音波センサ１０，１０ａを備える物体検知システムにおいて、各超音波センサ１０，１０ａの共振特性を共通化させているため、システム全体のコストの低減が可能である。このような物体検知システムにおいて、超音波センサ１０，１０ａから探査波を送信する場合、一般的には共振周波数ｆ０と一致する送信周波数の探査波のみを送信する。ところが、共振特性を共通化した場合、受信周波数を取得したとしても、受信波がいずれの超音波センサ１０，１０ａから送信された反射波に基づくものであるかの判定が困難である。この点、本実施形態では、互いに送信周波数が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を送信するものとしているため、受信周波数を取得することで、その受信波がいずれの超音波センサ１０，１０ａから送信された探査波の反射波であるかを判定することができる。したがって、超音波センサ１０，１０ａの構造の共通化によるコストの低減を実現しつつ、反射波がいずれの超音波センサ１０，１０ａから送信された探査波に基づくものであるかを適切に判定することができる。
【００５４】
・各超音波センサ１０，１０ａにおいて、共振周波数ｆ０と共通する送信周波数の探査波を送信する場合、いずれの超音波センサ１０，１０ａから送信された探査波の反射波であるかを判定するためには、いずれかの超音波センサ１０，１０ａから探査波が送信されてから所定の受信待機期間を経たあとに、他の超音波センサ１０，１０ａから探査波を送信する。この場合には、送受信周期が長くなり、物体の検知精度が低下する。この点、本実施形態では、送信周波数が互いに異なる探査波を送信しているため、複数の送受信部１４，１４ａから同時に探査波を送信したとしても、受信波の周波数を取得することで、その受信波がいずれの探査波の反射波であるかを判定することができる。したがって、送受信周期を短くすることができ、物体の検知精度を向上させることができる。
【００５５】
・第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２が共振周波数ｆ０に近づくほど、受信波を検出するうえでの感度は向上する。ところが、探査波を反射した物体が移動しているものである場合等には、ドップラ効果により、反射波の周波数は探査波の周波数と異なるものとなる。これにより、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２が共振周波数ｆ０に近づくほど、受信波の周波数を検出した際に、いずれの周波数の探査波が反射されたものであるかの判定が困難となる。この点、本実施形態では、第１周波数ｆ１を共振周波数ｆ０よりも小さい値とし、第２周波数ｆ２を共振周波数ｆ０よりも大きい値としているため、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差を小さくすることと、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との差を大きくすることとを両立することができる。これにより、受信波を検出する上での感度を向上させつつ、その受信波がいずれの周波数の探査波が反射されたものであるかの判定を精度よく行うことができる。
【００５６】
・第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２が共振周波数ｆ０に近づくほど、受信波を検出するうえでの感度は向上する。ところが、探査波を反射した物体が移動しているものである場合等には、ドップラ効果により、反射波の周波数は探査波の周波数と異なるものとなる。これにより、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２が共振周波数ｆ０に近づくほど、受信波の周波数を検出した際に、いずれの周波数の探査波が反射されたものであるかの判定が困難となる。本実施形態では、第１周波数ｆ１と共振周波数ｆ０との差、及び、第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差を、いずれも、３％としている。これにより、受信波の検出するうえでの感度を担保しつつ、いずれの周波数の探査波の反射波であるかの判定を適切に行うことが可能となる。
【００５７】
・第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２について、それぞれ、共振周波数ｆ０との差を約３％としているため、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２を区別するうえで、周波数を精度よく検出する必要が生ずる。したがって、受信波のゼロクロス点間の時間の計測により周波数を求める場合、及び、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により周波数を求める場合のいずれにおいても、サンプリング周期をより短くする必要がある。具体的には、周波数の１０倍以上の周波数でサンプリングを行う必要がある。すなわち、サンプリング周期を短くして周波数の検出精度を向上させるうえで、装置の大型化、高コスト化が生じる。この点、受信波の位相回転量から周波数を求める場合、サンプリング周波数は、想定される受信波の周波数の２〜４倍程度でよい。したがって、本実施形態では受信波の位相回転量から周波数を求めているため、装置の大型化、高コスト化を抑制しつつ、周波数の検出精度を向上させることができる。
【００５８】
・受信波の周波数は、ドップラ効果により、探査波の周波数からのずれが生ずる場合がある。すなわち、探査波の送信周波数が第１周波数ｆ１であっても、反射波の周波数が第１周波数ｆ１よりも大きくなる場合もあるし、探査波の送信周波数が第２周波数ｆ２であっても、反射波の周波数が第２周波数ｆ２よりも小さくなる場合もある。これは、受信波の周波数が第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との間の所定範囲である場合に、受信波の周波数がいずれの周波数の探査波に基づく反射波であるかの判定が困難であることを意味する。本実施形態では、受信波の周波数が第１周波数ｆ１よりも大きく且つ第２周波数ｆ２よりも小さい所定範囲内である場合に、周波数に基づく判定を制限しているため、受信波の誤判定に起因する物体の位置の誤検知を抑制することができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、物体検知システムに含まれる超音波センサの配置について具体化している。図７を参照して、物体検知システムに含まれる超音波センサの配置について説明する。
【００６０】
図７に示すように、車両の前方には、左側から順に、物体検知装置である第１〜第４前方センサ３１〜３４が互いに間隔を開けて（隣り合って）設けられている。車両の後方には、左側から順に、物体検知装置である第１〜第４後方センサ４１〜４４が互いに間隔を開けて（隣り合って）設けられている。車両の左側方には、前側から順に、物体検知装置である第１、２左側方センサ５１，５２が間隔を開けて（隣り合って）設けられており、車両の右側方には、前側から順に、物体検知装置である第１、２右側方センサ６１，６２が間隔を開けて（隣り合って）設けられている。また、第１前方センサ３１と第１左側方センサ５１とは隣り合って設けられている。第４前方センサ３４と第１右側方センサ６１とは隣り合って設けられている。第１後方センサ４１と第２左側方センサ５２とは隣り合って設けられている。第４後方センサ４４と第２右側方センサ６２とは隣り合って設けられている。
【００６１】
第１〜第４前方センサ３１〜３４、第１左側方センサ５１、及び第１右側方センサ６１は、車両のフロントバンパに取り付けられており、第１〜第４後方センサ４１〜４４、第２左側方センサ５２、及び第２右側方センサ６２は、車両のリアバンパに取り付けられている。これら第１〜第４前方センサ３１〜３４、第１〜第４後方センサ４１〜４４、第１、２左側方センサ５１，５２、第１、２右側方センサ６１，６２の具体的な構成は、第１実施形態における超音波センサ１０，１０ａと同じ構成である。すなわち、各センサ３１〜３４，４１〜４４，５１，５２，６１，６２は、共通の構成である。
【００６２】
図７では、第１周波数ｆ１で探査波を送信するセンサを三角で図示しており、第２周波数ｆ２で探査波を送信するセンサを丸で図示している。すなわち、第１〜第４前方センサ３１〜３４及び第１〜第４後方センサ４１〜４４は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第１、２左側方センサ５１，５２、及び第１、２右側方センサ６１，６２は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。
【００６３】
以上の構成の物体検知システムにおいて、間隔を開けて隣り合うセンサどうしでは、自己で送信した探査波の反射波に加えて、他のセンサが送信した探査波の反射波も受信可能である。
【００６４】
以下の説明において、車両の左前方のセンサ群、すなわち、第１前方センサ３１、第２前方センサ３２、及び第１左側方センサ５１について説明する。車両の右前方のセンサ群、左後方のセンサ群、及び、右後方のセンサ群については、車両の左前方のセンサ群と同等の機能を有するもので、具体的な説明は省略する。
【００６５】
車両の左前方のセンサ群において、第１前方センサ３１は、自己が送信した探査波の反射波に加えて、第２前方センサ３２の探査波に基づく反射波を受信可能であり、且つ、第１左側方センサ５１の探査波に基づく反射波を受信可能である。また、第１左側方センサ５１は、自己が送信した探査波の反射波に加えて、第１前方センサ３１の探査波の反射波を受信可能である。
【００６６】
上述した通り、第１前方センサ３１及び第２前方センサ３２は、第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第１左側方センサ５１は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。すなわち、車両において隣り合って設けられた第１前方センサ３１と第１左側方センサ５１とは、互いに周波数（送信特性）が異なる探査波を送信する。
【００６７】
このように探査波の送信周波数が設定されているため、第２前方センサ３２、及び第１左側方センサ５１が探査波を送信した場合には、第１前方センサ３１に入射した反射波がいずれのセンサから送信された探査波に基づくものであるのか判定することができる。
【００６８】
また、第１前方センサ３１及び第１左側方センサ５１が探査波を送信した場合には、第１前方センサ３１に入射した反射波がいずれのセンサから送信された探査波に基づくものであるのか判定することができ、且つ、第１左側方センサ５１に入射した反射波がいずれのセンサから送信された探査波に基づくものであるのか判定することができる。
【００６９】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、第１実施形態に準ずる効果を奏する。
【００７０】
＜第３実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、各センサにおける送信周波数の一部を第２実施形態と異ならせている。図８を参照して、本実施形態に係る物体検知システムについて説明する。
【００７１】
図８では、第２実施形態と同様に、第１周波数ｆ１で探査波を送信するセンサを三角で図示しており、第２周波数ｆ２で探査波を送信するセンサを丸で図示している。すなわち、第１〜第４前方センサ３１〜３４、第２左側方センサ５２、及び第２右側方センサ６２は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第１〜第４後方センサ４１〜４４、第１左側方センサ５１、及び第１右側方センサ６１は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。
【００７２】
以上のように構成される物体検知システムにおいて、第１左側方センサ５１は隣り合う第２左側方センサ５２が送信した探査波の反射波を受信可能であり、第２左側方センサ５２は隣り合う第１左側方センサ５１が送信した探査波の反射波を受信可能である。第１右側方センサ６１は隣り合う第２右側方センサ６２が送信した探査波の反射波を受信可能であり、第２右側方センサ６２は隣り合う第１右側方センサ６１が送信した探査波の反射波を受信可能である。この点、第１左側方センサ５１の送信周波数と第２左側方センサ５２の送信周波数とを異ならせているため、第１左側方センサ５１、及び第２左側方センサ５２のそれぞれにおいて、受信波がいずれのセンサの探査波の反射波であるかを判定することができる。同様に、第１右側方センサ６１の送信周波数と第２右側方センサ６２の送信周波数とを異ならせているため、第１右側方センサ６１、及び第２右側方センサ６２のそれぞれにおいて、受信波がいずれのセンサの探査波の反射波であるかを判定することができる。
【００７３】
なお、車両の左前方のセンサ群、右前方のセンサ群、左後方のセンサ群、及び、右後方のセンサ群のそれぞれにおいては、第２実施形態と同等の機能であるため、具体的な説明を省略する。
【００７４】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、第１実施形態に準ずる効果を奏する。
【００７５】
また、左側方センサが３つ以上設けられており、それらにおいて隣り合う探査波の周波数（送信特性）が互いに異なっていてもよい。すなわち、車両の左側方に少なくとも２つのセンサ（物体検知装置）が隣り合って設けられており、前記少なくとも２つのセンサにおいて隣り合うセンサの送信特性が互いに異なっていてもよい。右側方センサについても同様である。
【００７６】
＜第４実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、各センサにおける送信周波数の一部を第２実施形態と異ならせている。図９を参照して、本実施形態に係る物体検知システムについて説明する。
【００７７】
図９では、第２実施形態と同様に、第１周波数ｆ１で探査波を送信するセンサを三角で図示しており、第２周波数ｆ２で探査波を送信するセンサを丸で図示している。すなわち、第１、２前方センサ３１，３２、第３、４後方センサ４３，４４、第２左側方センサ５２、及び第１右側方センサ６１は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第３、４前方センサ３３，３４、第１、２後方センサ４１，４２、第１左側方センサ５１、及び第２右側方センサ６２は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。
【００７８】
以下の説明において、車両の前方のセンサ群、すなわち、第１〜４前方センサ３１〜３４について説明する。車両の後方のセンサ群、すなわち第１〜４後方センサ４１〜４４については、車両の前方のセンサ群と同等の機能を有するもので、具体的な説明は省略する。
【００７９】
以上のように構成される物体検知システムにおいて、第２前方センサ３２は、自己が送信した探査波の反射波に加えて、隣り合う第１前方センサ３１の探査波に基づく反射波を受信可能であり、且つ、隣り合う第３前方センサ３３の探査波に基づく反射波を受信可能である。また、第３前方センサ３３は、自己が送信した探査波の反射波に加えて、隣り合う第２前方センサ３２の探査波の反射波を受信可能であり、且つ、隣り合う第４前方センサ３４の探査波の反射波を受信可能である。
【００８０】
上述した通り、第１、２前方センサ３１，３２は、第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第３、４前方センサ３３，３４は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。
【００８１】
このように探査波の送信周波数が設定されているため、第１前方センサ３１、及び第３前方センサ３３が探査波を送信した場合には、第２前方センサ３２に入射した反射波がいずれのセンサから送信された探査波に基づくものであるのか判定することができる。同様に、第２前方センサ３２、及び第４前方センサ３４が探査波を送信した場合には、第３前方センサ３３に入射した反射波がいずれのセンサから送信された探査波に基づくものであるのか判定することができる。
【００８２】
また、第２前方センサ３２及び第３前方センサ３３が探査波を送信した場合には、第２前方センサ３２、第３前方センサ３３のそれぞれにおいて、入射した反射波がいずれのセンサから送信された探査波に基づくものであるのか判定することができる。
【００８３】
なお、車両の左前方のセンサ群、右前方のセンサ群、左後方のセンサ群、及び、右後方のセンサ群のそれぞれにおいては、第２実施形態と同等の機能であるため、具体的な説明を省略する。
【００８４】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、第１実施形態に準ずる効果を奏する。
【００８５】
また、第１〜４前方センサ３１〜３４の全てにおいて、隣り合う探査波の周波数（送信特性）が互いに異なっていもよい。すなわち、車両の前端部に少なくとも２つのセンサ（物体検知装置）が隣り合って設けられており、前記少なくとも２つのセンサにおいて隣り合うセンサの送信特性が互いに異なっていてもよい。車両の後端部に設けられるセンサについても同様である。
【００８６】
＜第５実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、処理の一部を第２実施形態と異ならせている。本実施形態における処理について、図１０を参照して説明する。
【００８７】
本実施形態では、送信周波数を第２実施形態と同様に設定した第１設定（図１０（ａ）に図示）と、送信周波数を第２実施形態と異ならせた第２設定（図１０（ｂ）に図示）とを切り替えて用いる。
【００８８】
第２設定では、図１０（ｂ）に図示するように、第１設定において第１周波数ｆ１で探査波を送信するセンサについては、第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとし、第１設定において第２周波数ｆ２で探査波を送信するセンサについては、第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとしている。すなわち、第１〜第４前方センサ３１〜３４及び第１〜第４後方センサ４１〜４４は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されており、第１、２左側方センサ５１，５２、及び第１、２右側方センサ６１，６２は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されている。
【００８９】
第１設定と第２設定との切り替えは、所定期間ごとに行われる。この場合には、各センサでそれぞれ１回ずつ送受信制御が行われることを所定期間として設定してもよいし、各センサでそれぞれ複数回の送受信制御が行われることを所定期間として設定してもよい。
【００９０】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、以下の効果を奏する。
【００９１】
・物体検知システムの近傍に、同じ送信周波数で探査波を送信する他の超音波センサが存在する場合、他の超音波センサから送信された探査波を受信し、自己の探査波の反射波であると誤認識する可能性がある。この点、本実施形態では、送信周波数を所定期間ごとに切り替えるものとしているため、探査波の送信周波数を、他の超音波センサの探査波の送信周波数と異なるものとすることができ、混信を抑制することができる。
【００９２】
なお、自車が第１周波数ｆ１で送信し、他車も第１周波数ｆ１で送信するような場合には、自車の送信周波数を第２周波数ｆ２に切り替えたら、混信が生じていることを認識できる。この場合には、変更後の送信周波数から変更前の送信周波数へと戻さず、変更後の送信周波数での物体検知を継続するものとしてもよい。こうすることで、他車から送信された探査波及び反射波を混信波として除外しつつ、物体の検知を行うことができる。
【００９３】
＜第６実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、各センサにおける送信周波数の一部を第２実施形態と異ならせている。図１１を参照して、本実施形態に係る物体検知システムについて説明する。
【００９４】
本実施形態では、第１〜５実施形態と同様に、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２を用いるとともに、さらに第３周波数ｆ３も用いるものとしている。この第３周波数ｆ３は、第１周波数ｆ１よりも小さくてもよいし、第２周波数ｆ２よりも大きくてもよい。また、第１周波数ｆ１よりも大きく且つ第２周波数ｆ２よりも小さくてもよく、この場合には、第３周波数ｆ３を共振周波数ｆ０と等しくしてもよい。
【００９５】
図１１では、第１周波数ｆ１で探査波を送信するセンサを三角で図示しており、第２周波数ｆ２で探査波を送信するセンサを丸で図示しており、第３周波数ｆ３で探査波を送信するセンサを四角で図示している。すなわち、第１〜第４前方センサ３１〜３４及び第１〜第４後方センサ４１〜４４は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第１、２左側方センサ５１，５２は第３周波数ｆ３で探査波を送信するものとして設定されており、第１、２右側方センサ６１，６２は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。
【００９６】
このように送信周波数を設定することで、本実施形態に係る物体検知システムは、第２実施形態に係る物体検知システムが奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００９７】
・本実施形態と同等の構成の物体検知システムを備える車両が並走する場合、一方の車両の左側方と他方の車両の右側方とが近接することとなる。このとき、車両どうしの距離が近いほど、他の車両のセンサから送信される探査波を受信しやすくなる。本実施形態では、第１、２左側方センサ５１，５２の送信周波数と、第１、２右側方センサ６１，６２の送信周波数を異なるものとしているため、車両が横並びとなり、他の車両に設けられた物体検知システムの探査波を受信した場合に、判定部１０３は、受信波が、他の物体検知システムの探査波等に起因するものであると判定し、自己の距離計測には用いないものとすることができる。したがって、本実施形態と同等の構成の物体検知システムを備える車両が横並びになった場合における混信を、抑制することができる。
【００９８】
また、第１〜第４前方センサ３１〜３４を省略したり、第１〜第４後方センサ４１〜４４を省略したり、第１〜第４前方センサ３１〜３４及び第１〜第４後方センサ４１〜４４を省略したりしてもよい。
【００９９】
＜第７実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、各センサにおける送信周波数の一部を第２実施形態と異ならせている。図１２を参照して、本実施形態に係る物体検知システムについて説明する。
【０１００】
本実施形態では、第６実施形態と同様に、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２及び第３周波数ｆ３を用いるものとしている。
【０１０１】
図１２では、第１周波数ｆ１で探査波を送信するセンサを三角で図示しており、第２周波数ｆ２で探査波を送信するセンサを丸で図示しており、第３周波数ｆ３で探査波を送信するセンサを四角で図示している。すなわち、第１〜第４前方センサ３１〜３４は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されており、第１〜第４後方センサ４１〜４４は第３周波数ｆ３で探査波を送信するものとして設定されており、第１、２左側方センサ５１，５２及び第１、２右側方センサ６１，６２は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されている。
【０１０２】
このように送信周波数を設定することで、本実施形態に係る物体検知システムは、第２実施形態に係る物体検知システムが奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
【０１０３】
・本実施形態と同等の構成の物体検知システムを備える車両が縦並びになった場合、例えば、渋滞している道路を走行している場合、一方の車両の前端部と他方の車両の後端部とが近接することとなる。このとき、車両どうしの距離が近いほど、他の車両の物体検知システムから送信される探査波を受信しやすくなる。本実施形態では、前方センサ３１〜３４の送信周波数と、後方センサ４１〜４４の送信周波数を異なるものとしているため、車両が縦並びとなり、他の車両に設けられた物体検知システムの探査波を受信した場合に、判定部１０３は、受信波が、他の物体検知システムの探査波等に起因するものであると判定し、自己の距離計測には用いないものとすることができる。したがって、本実施形態と同等の構成の物体検知システムを備える車両が縦並びになった場合における混信を、抑制することができる。
【０１０４】
＜第８実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、各センサにおける送信周波数の一部を第２実施形態と異ならせている。図１３を参照して、本実施形態に係る物体検知システムについて説明する。
【０１０５】
本実施形態では、第６、７実施形態と同様に、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２及び第３周波数ｆ３を用いるものとしている。
【０１０６】
図１３では、第１周波数ｆ１で探査波を送信するセンサを三角で図示しており、第２周波数ｆ２で探査波を送信するセンサを丸で図示しており、第３周波数ｆ３で探査波を送信するセンサを四角で図示している。すなわち、第１前方センサ３１、第４前方センサ３４、第１後方センサ４１、第４後方センサ４４は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第３前方センサ３３、第２後方センサ４２、第１左側方センサ５１、第２右側方センサ６２は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されており、第２前方センサ３２、第３後方センサ４３、第２左側方センサ５２、第１右側方センサ６１は第３周波数ｆ３で探査波を送信するものとしている。
【０１０７】
このように送信周波数を設定することで、いずれのセンサにおいても、自己の送信周波数及び両隣の送信周波数がいずれも異なるものとなる。したがって、いずれかのセンサ及びその両隣のセンサから探査波を送信した場合においても、受信波がいずれのセンサの探査波の反射波であるかを判定することができる。これは、仮にすべてのセンサから探査波をほぼ同時に送信したとしても、各センサにおいて受信波がいずれのセンサの探査波の反射波であるかを判定できることを意味している。
【０１０８】
なお、図１４に示すように、第１前方センサ３１、第３前方センサ３３、第１右側方センサ６１、第２後方センサ４２、第４後方センサ４４、第２左側方センサ５２は第１周波数ｆ１（送信特性）で探査波を送信するものとして設定されており、第２前方センサ３２、第４前方センサ３４、第１後方センサ４１、第３後方センサ４３、第１左側方センサ５１、第２右側方センサ６２は第２周波数ｆ２（送信特性）で探査波を送信するものとして設定されていてもよい。その構成において、第２前方センサ３２、第３前方センサ３３、第２後方センサ４２、第３後方センサ４３を省略したり、第１左側方センサ５１、第２左側方センサ５２、第１右側方センサ６１、第２右側方センサ６２を省略したりしてもよい。すなわち、車両の外周縁部に少なくとも８つのセンサ（物体検知装置）が隣り合って設けられており、前記少なくとも８つのセンサにおいて隣り合うセンサの送信特性が互いに異なっていてもよい。
【０１０９】
＜第９実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、処理の一部を第２実施形態と異ならせている。本実施形態における処理について、図１５を参照して説明する。
【０１１０】
本実施形態では、第１設定（図１５（ａ）に図示）と、第２設定（図１５（ｂ）に図示）とを切り替えて用いる。
【０１１１】
第１設定では、図１５（ａ）に図示するように、第２前方センサ３２、第３後方センサ４３、第２左側方センサ５２、及び第１右側方センサ６１は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第３前方センサ３３、第２後方センサ４２、第１左側方センサ５１、及び第２右側方センサ６２は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。破線で示した第１前方センサ３１、第４前方センサ３４、第１後方センサ４１、第４後方センサ４４は探査波を送信しない。
【０１１２】
第２設定では、図１５（ｂ）に図示するように、第１設定において探査波を送信するセンサについては探査波を送信しないものとし、第１設定において探査波を送信しないセンサについては探査波を送信するものとしている。すなわち、第４前方センサ３４及び第１後方センサ４１は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第１前方センサ３１及び第４後方センサ４４は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。破線で示した第２前方センサ３２、第３前方センサ３３、第２後方センサ４２、第３後方センサ４３、第１左側方センサ５１、第２左側方センサ５２、第１右側方センサ６１、及び第２右側方センサ６２は探査波を送信しない。
【０１１３】
第１設定と第２設定との切り替えは、所定期間ごとに行われる。この場合には、各センサでそれぞれ１回ずつ送受信制御が行われることを所定期間として設定してもよいし、各センサでそれぞれ複数回の送受信制御が行われることを所定期間として設定してもよい。
【０１１４】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、以下の効果を奏する。
【０１１５】
・例えば、車両の左前方のセンサ群では、互いに送信特性が異なる第２前方センサ３２及び第１左側方センサ５１が間隔を開けて設けられている。このため、第１前方センサ３１が取得した受信特性に基づいて、その受信波が第２前方センサ３２及び第１左側方センサ５１のうちいずれの送信特性の探査波の反射波であるかを判定することができる。なお、車両の右前方のセンサ群、左後方のセンサ群、及び右後方のセンサ群でも同様である。
【０１１６】
・送信周波数を所定期間ごとに切り替えるものとしているため、探査波の送信周波数を、他の超音波センサの探査波の送信周波数と異なるものとすることができ、混信を抑制することができる。
【０１１７】
・第１実施形態に準ずる効果を奏する。
【０１１８】
＜第１０実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、処理の一部を第２実施形態と異ならせている。本実施形態における処理について、図１６を参照して説明する。
【０１１９】
本実施形態では、第１設定（図１６（ａ）に図示）と、第２設定（図１６（ｂ）に図示）とを切り替えて用いる。
【０１２０】
第１設定では、図１６（ａ）に図示するように、第９実施形態の図１５（ａ）と同様の設定にしている。
【０１２１】
第２設定では、図１６（ｂ）に図示するように、第９実施形態の図１５（ｂ）と同様の設定に加えて、第１右側方センサ６１は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されており、第２右側方センサ６２は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されている。すなわち、第１左側方センサ５１、第２左側方センサ５２、第１右側方センサ６１、及び第２右側方センサ６２は、常に探査を送信している。
【０１２２】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、第９実施形態に準ずる効果を奏する。さらに、第１左側方センサ５１、第２左側方センサ５２、第１右側方センサ６１、及び第２右側方センサ６２は、常に探査を送信しているため、側方の物体を常に検知することができる。
【０１２３】
＜第１１実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、処理の一部を第２実施形態と異ならせている。本実施形態における処理について、図１７を参照して説明する。
【０１２４】
本実施形態では、第１設定（図１７（ａ）に図示）と、第２設定（図１７（ｂ）に図示）とを切り替えて用いる。
【０１２５】
第１設定では、図１７（ａ）に図示するように、第１前方センサ３１、第４後方センサ４４、第２左側方センサ５２、及び第１右側方センサ６１は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第３前方センサ３３、第２後方センサ４２は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。破線で示した第２前方センサ３２、第４前方センサ３４、第１後方センサ４１、第３後方センサ４３、第１左側方センサ５１、及び第２右側方センサ６２は探査波を送信しない。
【０１２６】
第２設定では、図１７（ｂ）に図示するように、第１設定において探査波を送信するセンサについては探査波を送信しないものとし、第１設定において探査波を送信しないセンサについては探査波を送信するものとしている。すなわち、第２前方センサ３２及び第２右側方センサ６２は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されており、第４前方センサ３４及び第１左側方センサ５１は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。破線で示した第１前方センサ３１、第３前方センサ３３、第２後方センサ４２、第４後方センサ４４、第２左側方センサ５２、及び第１右側方センサ６１は探査波を送信しない。
【０１２７】
第１設定と第２設定との切り替えは、所定期間ごとに行われる。この場合には、各センサでそれぞれ１回ずつ送受信制御が行われることを所定期間として設定してもよいし、各センサでそれぞれ複数回の送受信制御が行われることを所定期間として設定してもよい。
【０１２８】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、以下の効果を奏する。
【０１２９】
・例えば、車両の前側のセンサ群では、互いに送信特性が異なる第２前方センサ３２及び第１左側方センサ５１が間隔を開けて設けられている。このため、第１前方センサ３１が取得した受信特性に基づいて、その受信波が第２前方センサ３２及び第１左側方センサ５１のうちいずれの送信特性の探査波の反射波であるかを判定することができる。第３前方センサ３３が取得した受信特性に基づいて、その受信波が第２前方センサ３２及び第４前方センサ３４のうちいずれの送信特性の探査波の反射波であるかを判定することができる。なお、車両の後側のセンサ群でも同様である。
【０１３０】
・送信周波数を所定期間ごとに切り替えるものとしているため、探査波の送信周波数を、他の超音波センサの探査波の送信周波数と異なるものとすることができ、混信を抑制することができる。
【０１３１】
・第１実施形態に準ずる効果を奏する。
【０１３２】
＜第１２実施形態＞
本実施形態では、物体検知システム全体の構成は第２実施形態と共通しており、処理の一部を第２実施形態と異ならせている。本実施形態における処理について、図１８を参照して説明する。
【０１３３】
本実施形態では、第１設定（図１８（ａ）に図示）と、第２設定（図１８（ｂ）に図示）とを切り替えて用いる。
【０１３４】
第１設定では、図１８（ａ）に図示するように、第１１実施形態の図１７（ａ）と同様の設定に加えて、第１左側方センサ５１及び第２右側方センサ６２は第２周波数ｆ２で探査波を送信するものとして設定されている。
【０１３５】
第２設定では、図１８（ｂ）に図示するように、第１１実施形態の図１７（ｂ）と同様の設定に加えて、第２左側方センサ５２及び第１右側方センサ６１は第１周波数ｆ１で探査波を送信するものとして設定されている。すなわち、第１左側方センサ５１、第２左側方センサ５２、第１右側方センサ６１、及び第２右側方センサ６２は、常に探査を送信している。
【０１３６】
上記構成により、本実施形態に係る物体検知システムは、第１１実施形態に準ずる効果を奏する。さらに、第１左側方センサ５１、第２左側方センサ５２、第１右側方センサ６１、及び第２右側方センサ６２は、常に探査を送信しているため、側方の物体を常に検知することができる。
【０１３７】
＜変形例＞
・各実施形態では、受信波の周波数によっては位相が３６０°以上回転することもあるため位相回転量という文言を用いているが、位相差と称してもよい。
【０１３８】
・実施形態では、位相回転量を求めるうえで共振周波数ｆ０を用いて直交検波を行うものとしたが、第１周波数ｆ１又は第２周波数ｆ２を用いて直交検波を行うものとしてもよい。若しくは、第１周波数ｆ１を用いた直交検波、及び第２周波数ｆ２を用いた直交検波を共に行うものとしてもよい。
【０１３９】
・第１実施形態において、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差を、共振周波数ｆ０の３％としたが、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差をこれよりも大きくしてもよいし小さくしてもよい。ただし、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２を共振周波数ｆ０に近づけるほど、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との差が小さくなるため、ドップラ効果で反射波の周波数が変化した場合には、いずれの周波数で送信された探査波の反射波であるかの判定が困難となる。また、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２を共振周波数ｆ０から遠ざけるほど、反射波の取得が困難になる。したがって、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差は、共振周波数ｆ０の２〜５％であることが好ましい。
【０１４０】
・第１周波数ｆ１と共振周波数ｆ０との差、及び、第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差は、等しくなくてもよい。
【０１４１】
・第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２が、共に、共振周波数ｆ０よりも大きくてもよい。また、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２が、共に、共振周波数ｆ０よりも小さくてもよい。
【０１４２】
・第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２の一方が共振周波数ｆ０であってもよい。
【０１４３】
・実施形態では、送信周波数として第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２を用いるもの、及び、第１〜３周波数ｆ１〜ｆ３を用いるものを例示したが、４種類以上の送信周波数を用いるものとしてもよい。
【０１４４】
・実施形態では、判定部１０３をＥＣＵ１００に設けるものとしたが、判定部１０３を超音波センサ１０，１０ａに設けてもよい。また、超音波センサ１０，１０ａの機能の一部をＥＣＵ１００に設けるものとしてもよい。
【０１４５】
・送受信部１４の具体的な構造及び形状については、図２で示したものに限られず、他の構造及び形状としてもよい。
【０１４６】
・実施形態では、共振特性として共振周波数ｆ０を用いており、第１特性として第１周波数ｆ１を用いており、第２特性として第２周波数ｆ２を用いているが、周波数の代わりに周波数の逆数である周期を用いるものとしてもよい。同様に、送信特性として送信周波数を用いる代わりに周期を用いるものとしてもよいし、受信特性として受信周波数を用いる代わりに、周期を用いるものとしてもよい。
【０１４７】
また、探査波の送信特性として、周波数及び周期に限らず、位相や振幅を異ならせることもできる。例えば、変調部が、複数のパルスからなるパルス列を信号生成部から取得し、複数の符号の組合せで構成される符号系列に従って、パルス信号のパルス列ごとに位相を変更する。位相算出部は、復調部から受信波の復調に用いる信号を取得し、受信波の復調を行って受信波の位相を算出する。そして、判定部は、取得した位相と探査波の位相とを比較し、取得した位相と探査波の位相との差が予め定められた所定値以内である場合に、受信波が探査波の反射波であると判定する。また、探査波の位相を切り替えることに代えて、オフ期間を設けるものとしてもよい。この場合には、オフ期間を設けることで、振幅の包絡線のピークが複数生ずることとなる。振幅の包絡線のピークが複数生ずれば、反射波の振幅の包絡線についても複数のピークが生ずることとなるため、受信波が探査波の反射波であるか否かを判定することができる。要するに、複数のセンサ（物体検知装置）は、互いに、送受信部１４、１４ａが送信可能な探査波の周波数に共通範囲を有しており、共通範囲内の周波数の探査波に基づいて、周波数、周期、位相、及び振幅等の送信特性が異なる複数の探査波のうち、いずれかの探査波を送受信部１４、１４ａから送信させる送信制御部１２，１２ａを備えていればよい。
【０１４８】
・第５実施形態において、送信周波数を切り替える処理を行ううえで、切替前と切替後の周波数は第５実施形態で示したものに限られない。
【０１４９】
・実施形態では、物体検知システムを車両に搭載するものとしたが、搭載対象は車両に限られない。
【符号の説明】
【０１５０】
１０…超音波センサ、１０ａ…超音波センサ、１２…送信制御部、１４…送受信部、１４ａ…送受信部、１８…位相算出部、１９…位相回転量算出部、２０…周波数算出部、３１〜３４…前方センサ、４１〜４４…後方センサ、５１，５２…左側方センサ、６１，６２…右側方センサ、１０３…判定部、１４１…筐体、１４２…圧電素子。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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