(57)【要約】【課題】反射波の干渉が生じた場合に受信波の周波数の特徴の検出精度が低下することを抑制することが可能な物体検知装置を提供する。【解決手段】物体検知装置は、超音波を送信する送信部１と、超音波を受信する受信部１と、送信波と同様の周波数の変化パターンを含む参照波を記憶する参照波記憶部１２と、参照波と受信波の周波数を比較して、該受信波が送信部１から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する周波数判定部１１と、受信波に基づいて物体との距離を算出する距離算出部９と、を備える。周波数判定部１１は、参照波と受信波の周波数の差と、時間軸に沿って変化する重み係数から、参照波と受信波の一致度を算出し、該一致度に基づいて、該受信波が送信部１から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する。【選択図】図１
2019095306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて、前記車両の外部の物体を検知する物体検知装置であって、
超音波を送信する送信部（１）と、
超音波を受信する受信部（１）と、
送信波と同様の周波数の変化パターンを含む参照波を記憶する参照波記憶部（１２）と、
前記参照波と受信波の周波数を比較して、該受信波が前記送信部から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する周波数判定部（１１）と、
前記周波数判定部によって受信波が前記送信部から送信された超音波の反射波であると判定されたときに、該受信波に基づいて物体との距離を算出する距離算出部（９）と、を備え、
前記周波数判定部は、前記参照波と受信波の周波数の差と、時間軸に沿って変化する重み係数から、前記参照波と受信波の一致度を算出し、該一致度に基づいて、該受信波が前記送信部から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する物体検知装置。
【請求項２】
前記重み係数は、前記参照波の時間軸における前半部に対応する部分が、後半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されている請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項３】
前記重み係数は、前記参照波の時間軸における後半部に対応する部分が、前半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されている請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項４】
前記重み係数は複数設定されており、
前記受信部が複数回にわたって超音波を受信したとき、
前記周波数判定部は、最初に前記受信部が受信した超音波である第１波と、その後に前記受信部が受信した超音波である第２波とで、異なる前記重み係数を用いる請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項５】
複数設定された前記重み係数のうちの２つを第１重み係数、第２重み係数として、
前記第１重み係数は、前記参照波の時間軸における前半部に対応する部分が、後半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されており、
前記第２重み係数は、前記参照波の時間軸における後半部に対応する部分が、前半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されており、
前記周波数判定部は、前記第１波については前記第１重み係数を用い、前記第２波については前記第２重み係数を用いる請求項４に記載の物体検知装置。
【請求項６】
前記周波数判定部は、前記第１波を検知した後所定時間が経過したときから、前記第２重み関数を用いる請求項４または５に記載の物体検知装置。
【請求項７】
前記周波数判定部は、前記第１波を検知してから所定時間が経過するまでの間、前記第２重み関数を用いる請求項４または５に記載の物体検知装置。
【請求項８】
前記重み係数は複数設定されており、
複数の前記重み係数は、それぞれ、基準値以上の部分と、該部分よりも時間軸で後の部分であって前記基準値未満の部分とで構成されており、
前記周波数判定部は、検出対象とする距離が短いほど、前記基準値以上の部分が長い前記重み係数を用いる請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項９】
前記重み係数は複数設定されており、
複数設定された前記重み係数のうちの２つを第１重み係数、第２重み係数として、
前記第１重み係数は、前記参照波の時間軸における前半部に対応する部分が、後半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されており、
前記第２重み係数は、前記参照波の時間軸における後半部に対応する部分が、前半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されており、
前記周波数判定部は、前記第１重み係数と前記第２重み係数を用いて前記参照波と受信波の一致度を算出し、一致度の高い方の結果に基づいて判定を行う請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項１０】
複数の前記重み係数は、互いに総和が等しい請求項４ないし９のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項１１】
前記周波数判定部は、前記重み係数と、前記重み係数の代わりとしての一定値とを切り替えて用いる請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項１２】
前記周波数判定部は、前記受信部が複数回にわたって超音波を受信し、かつ、複数の受信波が干渉しているときに、時間軸に沿って変化する前記重み係数を用いる請求項１１に記載の物体検知装置。
【請求項１３】
前記周波数判定部は、前記重み係数と、前記重み係数の代わりとしての一定値とを用いて前記参照波と受信波の一致度を算出し、一致度の高い方の結果に基づいて判定を行う請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項１４】
前記周波数判定部は、受信波の振幅が２つのピークを有し、該２つのピークの間で、受信波の周波数が、単位時間当たりの変化量が所定値よりも大きくなるように変化しているとき、２つの受信波が干渉していると判定する請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項１５】
前記周波数判定部は、２つの受信波が干渉していると判定したとき、干渉している時間に対応する部分が他の部分よりも小さくされた前記重み係数を用いる請求項１４に記載の物体検知装置。
【請求項１６】
前記周波数判定部は、２つの受信波が干渉していると判定したとき、時間軸に沿って変化する前記重み係数を用い、２つの受信波が干渉していないと判定したとき、前記重み係数の代わりとしての一定値を用いる請求項１４に記載の物体検知装置。
【請求項１７】
車両に搭載されて、前記車両の外部の物体を検知する物体検知装置であって、
超音波を送信する送信部（１）と、
超音波を受信する受信部（１）と、
送信波と同様の周波数の変化パターンを含む参照波を記憶する参照波記憶部（１２）と、
前記参照波と受信波の周波数を比較して、該受信波が前記送信部から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する周波数判定部（１１）と、
前記周波数判定部によって受信波が前記送信部から送信された超音波の反射波であると判定されたときに、該受信波に基づいて物体との距離を算出する距離算出部（９）と、
受信波に基づいて物体の相対速度を算出する相対速度算出部（１４）と、を備え、
前記送信部が超音波を送信した後に前記受信部が最初に受信した超音波を第１波として、
前記周波数判定部によって、前記第１波が前記送信部から送信された超音波の反射波であると判定されたとき、
前記周波数判定部は、前記第１波の検知から所定の時間ΔＴ１が経過するまでの間、物体の相対速度が前記第１波に基づいて前記相対速度算出部が算出した相対速度に等しいと推定して、前記参照波と受信波の周波数を比較する物体検知装置。
【請求項１８】
前記周波数判定部は、前記参照波と受信波の周波数の差と、時間軸に沿って変化する重み係数から、前記参照波と受信波の一致度を算出し、該一致度に基づいて、該受信波が前記送信部から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する請求項１７に記載の物体検知装置。
【請求項１９】
前記重み係数は複数設定されており、
前記受信部が複数回にわたって超音波を受信したとき、
前記周波数判定部は、前記第１波と、前記第１波の後に前記受信部が受信した超音波とで、異なる前記重み係数を用いる請求項１７または１８に記載の物体検知装置。
【請求項２０】
前記参照波は、送信波と同様に周波数が変化する部分と、該部分よりも時間軸において前の部分であって、周波数が送信波とは異なる変化をする部分とで構成されており、
前記受信部が複数回にわたって超音波を受信したとき、
前記周波数判定部は、前記受信部が前記第１波よりも後に受信した超音波について、前記参照波のうち送信波と同様に周波数が変化する部分のみを受信波と比較する請求項１９に記載の物体検知装置。
【請求項２１】
前記周波数判定部は、前記距離算出部が前記第１波に基づいて算出した物体との距離に応じて前記時間ΔＴ１の長さを変化させる請求項１７ないし２０のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項２２】
前記周波数判定部は、前記距離算出部が前記第１波に基づいて算出した物体との距離が短いほど、前記時間ΔＴ１を長くする請求項２１に記載の物体検知装置。
【請求項２３】
前記周波数判定部は、前記第１波の振幅に応じて前記時間ΔＴ１の長さを変化させる請求項１７ないし２２のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項２４】
前記周波数判定部は、前記第１波の振幅が大きいほど前記時間ΔＴ１を長くする請求項２３に記載の物体検知装置。
【請求項２５】
前記受信部を複数備え、
前記車両において複数の前記受信部の搭載高さが互いに異なるとき、
前記周波数判定部は、前記時間ΔＴ１を、複数の前記受信部それぞれについて異なる長さとする請求項１７ないし２４のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項２６】
前記周波数判定部は、前記車両における前記受信部の搭載位置が高いほど前記時間ΔＴ１を長くする請求項２５に記載の物体検知装置。
【請求項２７】
前記周波数判定部は、最後に受信波を検知してから前記時間ΔＴ１が経過するまでの間、物体の相対速度が該受信波に基づいて前記相対速度算出部が算出した相対速度に等しいと推定して、前記参照波と次の受信波の周波数を比較する請求項１７ないし２６のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項２８】
前記周波数判定部は、最後に受信波を検知してから前記時間ΔＴ１が経過するまでの間であって、かつ、該受信波の振幅が所定値よりも小さい状態のまま所定時間が経過するまでの間、物体の相対速度が該受信波に基づいて前記相対速度算出部が算出した相対速度に等しいと推定して、前記参照波と次の受信波の周波数を比較する請求項２７に記載の物体検知装置。
【請求項２９】
物体の形状を判定する形状判定部（１３）を備え、
前記送信部と前記受信部とが一体に構成されており、
前記送信部が超音波を送信してから前記受信部が前記第１波を受信するまでの時間で超音波が進む距離をＬ１とし、
前記送信部が超音波を送信してから前記受信部が前記第１波の次の第２波を受信するまでの時間で超音波が進む距離をＬ２とし、
前記送信部および前記受信部の搭載高さをＨとして、
前記形状判定部は、Ｌ２２／４とＬ１２／４＋Ｈ２との差が所定値以下であるとき、物体が所定の高さを有する形状であると判定する請求項１７ないし２８のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項３０】
物体の形状を判定する形状判定部（１３）を備え、
前記送信部が超音波を送信してから前記受信部が前記第１波を受信するまでの時間で超音波が進む距離をＬ１とし、
前記送信部が超音波を送信してから前記受信部が前記第１波の次の第２波を受信するまでの時間で超音波が進む距離をＬ２とし、
前記送信部および前記受信部の搭載高さをそれぞれＨａ、Ｈｂとして、
前記形状判定部は、Ｌ２２−Ｌ１２と４ＨａＨｂとの差が所定値以下であるとき、物体が所定の高さを有する形状であると判定する請求項１７ないし２８のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて障害物を検知する物体検知装置について、探査波として送信する超音波の周波数を時間とともに変化させ、受信波と探査波の周波数を比較して、周辺を走行中の他の車両が送信する超音波との混信を回避する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第２３７３４３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超音波センサに用いられるマイクロホンは、一般的に帯域が狭く、また、追従性が低いため、送信波の周波数の特徴が受信波の周波数に現れるまでに時間がかかる。したがって、受信波から周波数の特徴を十分に得るためには、長い時間をかけて送信波の周波数を変化させる必要がある。
【０００５】
しかしながら、このように超音波を送信する時間を長くすると、複数の反射波の干渉が生じやすくなり、受信波の周波数の特徴の検出精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、反射波の干渉が生じた場合に受信波の周波数の特徴の検出精度が低下することを抑制することが可能な物体検知装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両に搭載されて、車両の外部の物体を検知する物体検知装置であって、超音波を送信する送信部（１）と、超音波を受信する受信部（１）と、送信波と同様の周波数の変化パターンを含む参照波を記憶する参照波記憶部（１２）と、参照波と受信波の周波数を比較して、該受信波が送信部から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する周波数判定部（１１）と、周波数判定部によって受信波が送信部から送信された超音波の反射波であると判定されたときに、該受信波に基づいて物体との距離を算出する距離算出部（９）と、を備え、周波数判定部は、参照波と受信波の周波数の差と、時間軸に沿って変化する重み係数から、参照波と受信波の一致度を算出し、該一致度に基づいて、該受信波が送信部から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する。
【０００８】
干渉が発生して探査波の反射波と参照波とで周波数の変化にずれが生じた場合に、このように重み係数を時間軸に沿って変化させ、干渉の影響を受けにくい部分の重みを大きくすることにより、周波数変化のずれの影響が軽減される。したがって、干渉が生じた場合に周波数の特徴の検出精度が低下することを抑制することができる。
【０００９】
また、請求項１７に記載の発明では、車両に搭載されて、車両の外部の物体を検知する物体検知装置であって、超音波を送信する送信部（１）と、超音波を受信する受信部（１）と、送信波と同様の周波数の変化パターンを含む参照波を記憶する参照波記憶部（１２）と、参照波と受信波の周波数を比較して、該受信波が送信部から送信された超音波の反射波であるか否かを判定する周波数判定部（１１）と、周波数判定部によって受信波が送信部から送信された超音波の反射波であると判定されたときに、該受信波に基づいて物体との距離を算出する距離算出部（９）と、受信波に基づいて物体の相対速度を算出する相対速度算出部（１４）と、を備え、送信部が超音波を送信した後に受信部が最初に受信した超音波を第１波として、周波数判定部によって、第１波が送信部から送信された超音波の反射波であると判定されたとき、周波数判定部は、第１波の検知から所定の時間ΔＴ１が経過するまでの間、物体の相対速度が第１波に基づいて相対速度算出部が算出した相対速度に等しいと推定して、参照波と受信波の周波数を比較する。
【００１０】
干渉が発生して探査波の反射波と参照波とで周波数の変化にずれが生じた場合に、このように第１波に基づいて算出した相対速度を信頼して第２波以降の判定を行うことにより、周波数変化のずれの影響が軽減される。したがって、干渉が生じた場合に周波数の特徴の検出精度が低下することを抑制することができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態にかかる物体検知装置の構成を示す図である。
【図２】周波数倍率を用いて一致度を算出する方法を説明するための図である。
【図３】第１実施形態における重み係数を示す図である。
【図４】物体検知処理のフローチャートである。
【図５】比較例における上りチャープ信号の一致度を示す図である。
【図６】第１実施形態における上りチャープ信号の一致度を示す図である。
【図７】第２実施形態における重み係数を示す図である。
【図８】第２実施形態における上りチャープ信号の一致度を示す図である。
【図９】第３実施形態にかかる物体検知装置の構成を示す図である。
【図１０】第３実施形態における物体の形状の判定方法について説明するための図である。
【図１１】第４実施形態における物体の形状の判定方法について説明するための図である。
【図１２】第４実施形態における物体の形状の判定方法について説明するための図である。
【図１３】第５実施形態における重み係数を示す図である。
【図１４】近距離にある物体での反射波の振幅を示す図である。
【図１５】第６実施形態にかかる物体検知装置の構成を示す図である。
【図１６】比較例における一致度の算出方法について説明するための図である。
【図１７】第６実施形態における一致度の算出方法について説明するための図である。
【図１８】反射波受波時刻について説明するための図である。
【図１９】反射波受波時刻の検出方法を示す図である。
【図２０】周波数オフセットを用いて一致度を算出する方法を説明するための図である。
【図２１】他の実施形態における重み係数を示す図である。
【図２２】他の実施形態における重み係数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態の物体検知装置は、いわゆる超音波ソナー装置であって、車両に搭載されて、車両の外部の物体を検知するものである。
【００１５】
図１に示すように、物体検知装置は、マイクロホン１と、送信回路２と、パルス生成部３と、制御部４とを備えている。また、物体検知装置は、受信回路５と、信号処理部６と、振幅生成部７と、振幅判定部８と、距離判定部９と、周波数生成部１０と、周波数判定部１１と、参照波記憶部１２とを備えている。制御部４、信号処理部６等は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種演算などの処理を実行する。
【００１６】
マイクロホン１は、車両の外表面に面して配置され、物体を検知するための探査波である超音波を車両の外側に向けて送信するものであり、送信部に相当する。具体的には、マイクロホン１は、互いに対向する２つの電極の間に圧電膜が配置された構成の図示しない圧電素子を備えている。そして、２つの電極は送信回路２に接続されており、送信回路２から交流電圧が印加されて圧電膜が変形することにより、マイクロホン１から車両の外側へ超音波が送信される。
【００１７】
送信回路２は、入力された信号をＤ／Ａ変換し、これにより生成された電圧を出力するものである。送信回路２にはパルス信号を生成するパルス生成部３が接続されており、送信回路２は、パルス生成部３から入力されたパルス信号をＤ／Ａ変換し、これにより生成された交流電圧をマイクロホン１に印加する。
【００１８】
なお、パルス生成部３は、制御部４からの送波指示に応じて、周波数が時間とともに所定のパターンで変化するチャープ信号を含むパルス信号を生成する。これにより、周波数が時間とともに変化するチャープ信号を含む探査波がマイクロホン１から送信される。さらに、異なる種類のチャープ信号を含む複数のパターンの探査波がマイクロホン１から送信されるようになっており、探査波のパターンは、制御部４からパルス生成部３に出される送波指示によって定まる。
【００１９】
具体的には、制御部４からパルス生成部３に第１パターンの送波指示が出されると、パルス生成部３は周波数が時間の経過とともに単調増加するパルス信号を生成する。これにより、周波数が時間の経過とともに増加する上りチャープ信号を含む第１探査波がマイクロホン１から送信される。
【００２０】
また、制御部４からパルス生成部３に第２パターンの送波指示が出されると、パルス生成部３は周波数が時間の経過とともに単調減少するパルス信号を生成する。これにより、周波数が時間の経過とともに減少する下りチャープ信号を含む第２探査波がマイクロホン１から送信される。
【００２１】
なお、マイクロホン１の共振周波数をｆ０とすると、パルス生成部３は、共振周波数ｆ０とは異なる周波数からパルス信号の周波数の掃引を開始する。具体的には、パルス生成部３は、共振周波数ｆ０よりも低い周波数と高い周波数との間でパルス信号の周波数を掃引する。
【００２２】
マイクロホン１は、超音波を送信するとともに、超音波を受信し、受信した超音波の音圧に応じた電圧を出力するように構成されており、受信部に相当する。具体的には、マイクロホン１が備える圧電素子の２つの電極は、受信回路５にも接続されており、超音波を受信して圧電膜が変形したときの２つの電極間の電圧が受信回路５に入力されるようになっている。受信回路５は、マイクロホン１から入力された電圧をＡ／Ｄ変換し、これにより生成された信号を出力する。
【００２３】
信号処理部６は、受信回路５がＡ／Ｄ変換によって生成した信号を用いて、直交復調により受信波の周波数および振幅を検出する。
【００２４】
具体的には、信号処理部６は、受信波の振幅をＡｒとしてＡｒ＝（Ｉ２＋Ｑ２）１／２によりＡｒを算出する。また、信号処理部６は、受信波の位相をＰとしてＰ＝ａｔａｎ（Ｑ／Ｉ）によりＰを算出し、受信波の周波数をｆｒとし、パルス生成部３が生成するパルス信号の周波数をｆｐとして、ｆｒ＝１／（２π）・ｄＰ／ｄｔ＋ｆｐによりｆｒを算出する。
【００２５】
なお、Ｉは、受信回路５の出力信号にｓｉｎ２πｆ０ｔを掛けた後、周波数が２ｆ０以上の成分を除去して得られる信号の大きさである。また、Ｑは、受信回路５の出力信号にｃｏｓ２πｆ０ｔを掛けた後、周波数が２ｆ０以上の成分を除去して得られる信号の大きさである。また、ｔは時間である。
【００２６】
振幅生成部７は、信号処理部６が算出した振幅Ａｒに基づいて、振幅Ａｒのエンベロープ波形を生成するものである。振幅判定部８は、振幅生成部７によって生成された波形に基づいて、サンプリングを行った各時刻について振幅Ａｒが所定の閾値以上であるか否かを判定するものである。
【００２７】
距離判定部９は、マイクロホン１が探査波を送信してから反射波を受信するまでの時間に基づいて、探査波を反射した車外の物体との距離を算出し、算出した距離が所定の距離以下であるか否かを判定するものである。距離判定部９は、距離算出部に相当する。本実施形態では、受信波の振幅が所定の閾値以上となった時刻を受波時刻とする。そして、距離判定部９は、マイクロホン１が探査波を送信した時刻から受波時刻までの時間をＴとし、物体との距離をＤとし、音速をｃとして、Ｄ＝ｃ・Ｔ／２により距離Ｄを算出する。
【００２８】
周波数生成部１０は、信号処理部６が算出した周波数ｆｒに基づいて、周波数ｆｒの波形を生成するものである。
【００２９】
周波数判定部１１は、受信回路５の出力信号に制御部４が指定したパターンで変化する信号が含まれているか否かに基づいて、マイクロホン１が受信した超音波が、マイクロホン１から送信された探査波の反射波であるか否かを判定するものである。
【００３０】
具体的には、周波数判定部１１は、周波数生成部１０が生成した波形に基づいて、マイクロホン１が受信した超音波に含まれるチャープ信号を検出する。そして、マイクロホン１が第１探査波を送信した場合には、周波数判定部１１は、検出したチャープ信号が上りチャープ信号であるときに、受信波がマイクロホン１から送信された探査波の反射波であると判定する。また、マイクロホン１が第２探査波を送信した場合には、周波数判定部１１は、検出したチャープ信号が下りチャープ信号であるときに、受信波がマイクロホン１から送信された探査波の反射波であると判定する。
【００３１】
なお、受信波の周波数は、パルス信号に含まれるチャープ信号と同様に変化する前に、このチャープ信号の周波数とは逆の向きに変化するか、または、このチャープ信号の周波数よりも緩やかに変化する。これは、送信回路２から交流電圧が印加され始めるとマイクロホン１が共振周波数付近で微小に振動し始めるため、また、マイクロホン１がパルス信号の周波数で振動する状態になるまでに時間がかかるためであると考えられる。
【００３２】
例えば、マイクロホン１が上りチャープ信号を含む第１探査波を送信した場合、受信波には、パルス信号と同様に変化する上りチャープ信号の前に、パルス信号よりも緩やかに周波数が単調増加する信号が現れる。あるいは、パルス信号と同様に変化する上りチャープ信号の前に、周波数が単調減少する信号が現れる。
【００３３】
また、マイクロホン１が下りチャープ信号を含む第２探査波を送信した場合、受信波には、パルス信号と同様に変化する下りチャープ信号の前に、周波数が単調増加する信号が現れる。あるいは、パルス信号と同様に変化する下りチャープ信号の前に、パルス信号よりも緩やかに周波数が単調減少する信号が現れる。
【００３４】
そこで本実施形態では、受信波に含まれるチャープ信号と、チャープ信号の前の部分とを用いて受信波の判定を行う。具体的には、参照波記憶部１２には、各チャープ信号について、チャープ信号およびチャープ信号の前の部分に対応した参照波が記憶されている。そして、周波数判定部１１は、周波数生成部１０から送信された波形と、参照波記憶部１２に記憶された参照波の波形との比較によって、受信波に含まれるチャープ信号を判定する。
【００３５】
上りチャープ信号に対応する参照波の波形としては、例えば、パルス生成部３が生成するパルス信号よりも緩やかに周波数が増加した後、パルス信号と同じ変化率で周波数が増加する波形が用いられる。また、例えば、周波数が減少した後、パルス信号と同じ変化率で周波数が増加する波形が用いられる。
【００３６】
下りチャープ信号に対応する参照波の波形としては、例えば、パルス生成部３が生成するパルス信号よりも緩やかに周波数が減少した後、パルス信号と同じ変化率で周波数が減少する波形が用いられる。また、例えば、周波数が増加した後、パルス信号と同じ変化率で周波数が減少する波形が用いられる。
【００３７】
このように、参照波記憶部１２には、送信波と同様の周波数の変化パターンを含む参照波が記憶されている。周波数判定部１１は、周波数生成部１０が生成した波形と参照波の一致度が所定の閾値以上となったときに、受信波にチャープ信号が含まれていると判定する。
【００３８】
本実施形態では、周波数判定部１１は、周波数の倍率を用いて一致度を求める。図２は、上りチャープ信号について、参照波の周波数をＲ（ｔ）とし、周波数倍率をｋとして、ｋを用いて参照波の周波数Ｒ（ｔ）を受信波の周波数ｆｒ（ｔ）に近似して、ｋ・Ｒ（ｔ）とｆｒ（ｔ）の相関を評価して一致度を求める方法を示している。
【００３９】
本実施形態では、周波数判定部１１は、ｋ・Ｒ（ｔ）とｆｒ（ｔ）との差と、時間軸に沿って変化する重み係数ｍとに基づいて一致度Ｍを求め、判定に用いる。本実施形態の重み係数は、図３に示すように参照波の時間軸における前半部に対応する部分が、後半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されており、前半部の周波数の差が一致度Ｍに大きく影響する。すなわち、受信波と参照波の後半部との間にずれが生じていても、前半部との周波数の差が小さければチャープ信号が検出される。
【００４０】
サンプル数をＮとし、標準偏差をσとすると、誤差２乗和Ｅは、数式１に示すようになる。
【００４１】
【数１】
2019095306.tif 000003
誤差２乗和Ｅが最小となるのは、数式２が成り立つときであり、このときのｋは、数式３のようになる。
【００４２】
【数２】
2019095306.tif 000004
【００４３】
【数３】
2019095306.tif 000005
このｋを数式１に代入し、これにより得られた誤差２乗和Ｅを数式４に代入することで、一致度Ｍが求められる。
【００４４】
【数４】
2019095306.tif 000006
下りチャープ信号についても、下りチャープ信号用の参照波を用いて、同様に一致度Ｍを求めることができる。
【００４５】
周波数判定部１１は、一致度Ｍを所定の閾値と比較し、一致度Ｍが閾値よりも高い場合にチャープ信号が受信波に含まれていると判定する。すなわち、周波数判定部１１は、上りチャープ信号についての一致度Ｍが閾値よりも高い場合に上りチャープ信号が受信波に含まれていると判定し、下りチャープ信号についての一致度Ｍが閾値よりも高い場合に下りチャープ信号が受信波に含まれていると判定する。
【００４６】
なお、上りチャープ信号についての一致度Ｍと、下りチャープ信号についての一致度Ｍを比較し、一致度Ｍの高い方のチャープ信号が受信波に含まれていると判定してもよい。
【００４７】
このように、周波数判定部１１は、Ｒ（ｔ）とｆｒ（ｔ）との差が小さくなるようにＲ（ｔ）に周波数倍率を掛けた後で、ｋ・Ｒ（ｔ）とｆｒ（ｔ）の相関を評価する。そして、周波数判定部１１は、受信波の周波数が参照波の周波数と同様に変化している場合に、マイクロホン１が受信した超音波が、マイクロホン１から送信された探査波の反射波であると判定する。
【００４８】
なお、本実施形態の周波数判定部１１は、受信波の干渉が生じているか否かを判定し、干渉が生じていると判定した場合に図２に示す重み係数を用い、一致度を算出する。また、周波数判定部１１は、干渉が生じていないと判定した場合には、時間軸に沿って変化する重み係数の代わりに、一定値とされた重み係数を用い、一致度を算出する。
【００４９】
振幅生成部７が生成した波形で２つのピークが存在する場合に、この２つのピークの間で、受信波の周波数が、単位時間当たりの変化量が所定値よりも大きくなるように変化しているとき、周波数判定部１１は干渉が生じていると判定する。一方、単位時間当たりの周波数の変化量が所定値以下であるとき、周波数判定部１１は干渉が生じていないと判定する。
【００５０】
周波数判定部１１のチャープ信号についての判定結果は、距離判定部９に送信される。距離判定部９は、周波数判定部１１によって、マイクロホン１が受信した超音波が、マイクロホン１から送信された探査波の反射波であると判定された場合にのみ、物体との距離を算出し、算出した距離が所定の距離以下であるか否かを判定する。距離判定部９の判定結果は図示しないＥＣＵに送信され、距離判定部９によって物体との距離が距離以下であると判定されたときには、所定距離以内に物体があることのドライバーへの報知や、自動ブレーキング等が行われる。
【００５１】
物体検知装置は、図４に示すステップＳ１〜Ｓ８の処理を周期的に行い、物体を検知する。
【００５２】
ステップＳ１では、制御部４は送信波の周波数の変化パターンを上りチャープあるいは下りチャープに設定する。
【００５３】
ステップＳ１の後、ステップＳ２では、物体検知装置は超音波の送受信を行う。詳細には、ステップＳ１で設定されたチャープ信号に応じて制御部４がパルス生成部３に送波指示を送ることにより、パルス生成部３がパルス信号の生成を開始する。そして、パルス生成部３が生成したパルス信号が送信回路２によってＤ／Ａ変換され、送信回路２からマイクロホン１に交流電圧が印加されて、マイクロホン１から探査波である超音波が送信される。このとき、パルス生成部３は、制御部４からの送波指示に応じて、生成するパルス信号の周波数を時間とともに変化させる。これにより、マイクロホン１から第１探査波または第２探査波が送信される。
【００５４】
探査波が車外の物体で反射し、マイクロホン１が探査波の反射波を受信すると、マイクロホン１が備える圧電素子の２つの電極間の電圧が変化する。この電圧は受信回路５に入力され、受信回路５は、入力された電圧をＡ／Ｄ変換する。
【００５５】
ステップＳ２の後、ステップＳ３では、信号処理部６は、受信回路５がＡ／Ｄ変換により生成した信号に対して直交復調を行い、受信波の振幅および位相を検出し、また、位相から周波数を算出する。
【００５６】
そして、振幅生成部７は、信号処理部６が検出した振幅に基づいて振幅のエンベロープ波形を生成する。振幅判定部８は、振幅生成部７が生成した波形に基づいて、受信波の振幅が所定の閾値以上であるか否かを判定し、判定結果を距離判定部９に送信する。また、周波数生成部１０は、信号処理部６が検出した周波数に基づいて周波数の波形を生成する。
【００５７】
ステップＳ３の後、ステップＳ４では、周波数判定部１１は、周波数生成部１０が生成した周波数の波形に基づいて、反射波の干渉が生じているか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳ４の後、ステップＳ５では、周波数判定部１１は、ステップＳ４での判定結果に応じて重み係数を設定する。ステップＳ４にて干渉が生じていると判定されると、周波数判定部１１は、時間軸に沿って変化する重み係数を用いて一致度を算出するように設定情報を更新する。一方、ステップＳ４にて干渉が生じていないと判定されると、周波数判定部１１は、一定値とされた重み係数を用いて一致度を算出するように設定情報を更新する。
【００５９】
ステップＳ５の後、ステップＳ６では、周波数判定部１１は、周波数生成部１０が生成した波形と参照波記憶部１２に記憶されている参照波の波形とを比較して一致度を求め、受信波に含まれるチャープ信号を検出する。
【００６０】
そして、周波数判定部１１は、マイクロホン１が第１探査波を送信し、かつ、受信波から上りチャープ信号が検出されたとき、受信波が探査波の反射波であると判定する。また、周波数判定部１１は、マイクロホン１が第２探査波を送信し、かつ、受信波から下りチャープ信号が検出されたとき、受信波が探査波の反射波であると判定する。
【００６１】
マイクロホン１が受信する超音波には、マイクロホン１が送信した探査波の反射波の他に、例えば他の車両が送信した超音波が含まれることがある。これに対して、このように探査波の周波数に特徴を設け、受信波と探査波の周波数の変化を比較し、受信波がマイクロホン１から送信された探査波の反射波であるか否かを判定することにより、混信を回避し、物体の検知精度を向上させることができる。
【００６２】
ステップＳ６の後、ステップＳ７では、距離判定部９は車両の周囲に物体が存在するか否かを判定する。詳細には、距離判定部９は、振幅判定部８の判定結果に基づいて、探査波を反射した車外の物体との距離を算出する。そして、距離判定部９は、ステップＳ６にて周波数判定部１１によって受信波が探査波の反射波であると判定され、かつ、振幅判定部８が算出した距離が所定の処理以下であるとき、車両の周囲に物体が存在すると判定する。
【００６３】
ステップＳ７にて車両の周囲に物体が存在すると判定されると、ステップＳ８にて、図示しないモニタ、ブザー等によって、所定距離以内に物体があることが運転者へ報知され、物体検知処理が終了する。一方、ステップＳ７にて車両の周囲に物体が存在しないと判定されると、運転者への報知を行わずに物体検知処理が終了する。
【００６４】
本実施形態の効果について説明する。超音波センサに用いられるマイクロホンは、一般的に帯域が狭く、また、追従性が低いため、送信波の周波数の特徴が受信波の周波数に現れるまでに時間がかかる。したがって、受信波から周波数の特徴を十分に得るためには、長い時間をかけて送信波の周波数を変化させる必要がある。
【００６５】
しかしながら、このように超音波を送信する時間を長くすると、複数の反射波の干渉が生じやすくなり、受信波の周波数の特徴の検出精度が低下するおそれがある。例えば、車両の周囲に壁などの所定の高さを有する物体が存在すると、物体の表面のうちマイクロホン１と同じ高さの部分で反射した超音波と、地面に近い部分で反射した超音波とがマイクロホン１に到達し、干渉が生じることがある。このような干渉は、特に車両から３ｍ以上離れた場所に壁や柱がある場合に発生しやすい。また、超音波を送信する時間が長いほど、複数の物体での反射波を分離して検出することが難しくなる。
【００６６】
探査波の送信後にマイクロホン１が最初に受信した超音波を第１波とし、その後に受信した超音波を第２波として、図５に示すように第１波の後半部と第２波の前半部とで干渉が生じると、第１波の後半部と元のチャープ信号の周波数の差が大きくなる。このような場合に重み係数を一定値すると、図５に示すように一致度が低くなり、チャープ信号の検出精度が低下する。なお、図５、図６の一致度のグラフにおける波線は、チャープ信号の検出に用いる閾値を示している。
【００６７】
これに対して、本実施形態では、時間軸に沿って変化する重み係数を用い、重み係数の前半部を、干渉が生じる時間に対応する後半部よりも大きくしている。そのため、第１波と参照波とを比較する際には、第２波との干渉の影響を受けにくい前半部の周波数差が大きく重み付けされて一致度が算出される。これにより、図６に示すように、第１波の参照波との一致度が閾値よりも大きくなり、チャープ信号を正しく検出することができる。
【００６８】
このように、本実施形態では、反射波の干渉が生じた場合に、受信波の周波数の特徴の検出精度が低下することを抑制することが可能となる。そして、これにより、周辺を走行中の車両が送信する超音波との混信を回避し、また、車両の周囲に複数の物体が存在する際の検知性能を向上させることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、干渉の有無によって、一定値とされた重み係数と、時間軸に沿って変化する重み係数とを切り替えて用いており、これにより、干渉が発生していない場合のチャープ信号の検出精度を向上させることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して重み係数を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７１】
本実施形態の重み係数は、図７に示すように参照波の時間軸における後半部に対応する部分が、前半部に対応する部分よりも大きくなるように設定されており、後半部の周波数の差が一致度に大きく影響する。すなわち、受信波と参照波の前半部との間にずれが生じていても、後半部との周波数の差が小さければチャープ信号が検出される。
【００７２】
例えば、受信波の周波数が図５に示すようになった場合、参照波の前半部と第２波との間にずれが生じるが、参照波の後半部と第２波との周波数の差が小さいので、図８に示すように一致度が高くなり、第２波からチャープ信号が検出される。
【００７３】
このように、重み係数の後半部を前半部よりも大きくすることで、第２波と参照波とを比較する際に、第１波との干渉の影響を受けにくい後半部の周波数差が大きく重み付けされて一致度が算出され、チャープ信号の検出精度が向上する。
【００７４】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して重み係数を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７５】
本実施形態では重み係数が複数設定されており、マイクロホン１が複数回にわたって超音波を受信したとき、周波数判定部１１は、第１波と第２波とで、異なる重み係数を用いる。
【００７６】
具体的には、周波数判定部１１は、第１実施形態の重み係数を第１重み係数とし、第２実施形態の重み係数を第２重み係数として、第１重み係数と第２重み係数を時間で切り替えて用いる。
【００７７】
例えば、周波数判定部１１は、通常は第１重み係数を用い、第１波を検知した時刻、すなわち一致度がピークをとる時刻から所定の時間が経過するまでの間のみ第２重み係数を用いる。そして、この時間内に第２波がマイクロホン１に到達すれば、第１波については第１重み係数が用いられ、第２波については第２重み係数が用いられる。また、例えば、一致度がピークをとる時刻から所定時間が経過したときに第１重み係数から第２重み係数に切り替えてもよい。
【００７８】
なお、複数の重み係数を用いる場合には、処理負荷を軽減するために、各重み係数の総和、すなわち、ｍ１からｍＮまでの和が互いに等しくなることが望ましい。
【００７９】
このように重み係数を切り替えることにより、干渉の影響を受けにくい第１波の前半部、第２波の後半部と参照波との周波数差が大きく重み付けされて一致度が算出される。したがって、第１波と第２波の両方からチャープ信号を検出することができる。また、第１波についての一致度のピークが複数現れることを抑制することができる。
【００８０】
そして、通常、第１波と第２波とを分離して検出することが難しい場合、例えば、第１波と第２波の検知時刻の差が１ｍｓ以下である場合等にも、第１波と第２波を分離して検出することができる。
【００８１】
また、図９に示すように、本実施形態の物体検知装置は形状判定部１３を備えている。形状判定部１３は、第１波と第２波から算出された物体との距離に基づいて、物体が所定の高さを有する形状であるか否かを判定するものである。
【００８２】
本実施形態の形状判定部１３は、図１０に示すような方法で、物体の形状についての判定を行う。すなわち、マイクロホン１の搭載高さをＨ、第１波、第２波から得られた物体１００との距離をＤ１、Ｄ２として、Ｄ２２とＤ１２＋Ｈ２との差が所定値以内であり、Ｄ２２≒Ｄ１２＋Ｈ２となれば、形状判定部１３は、物体１００が所定の高さを有する形状であると判定する。また、Ｄ２２とＤ１２＋Ｈ２との差が所定値よりも大きければ、形状判定部１３は、物体１００が所定の高さを有する形状でないと判定する。
【００８３】
なお、探査波の送信から第１波、第２波の受信までの時間で超音波が進む距離をＬ１、Ｌ２とすると、Ｄ１＝Ｌ１／２、Ｄ２＝Ｌ２／２であるので、Ｄ２２≒Ｄ１２＋Ｈ２のとき、Ｌ２２／４≒Ｌ１２／４＋Ｈ２となる。
【００８４】
このように、第１波と第２波の両方からチャープ信号を検出し、物体との距離を算出することができれば、物体の形状についての判定を行うことが可能となる。そして、物体が壁のように車両に接触する可能性の高いものであると判定されたときに、自動ブレーキの判定の早期化などを行うことにより、車両と物体との接触を抑制することができる。
【００８５】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対して送信部および受信部の構成を変更したものであり、その他については第３実施形態と同様であるため、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８６】
本実施形態の物体検知装置は２つのマイクロホン１を備えており、一方のマイクロホン１から送信した超音波の反射波を両方のマイクロホン１で受信することにより、物体の形状についての判定を行う。
【００８７】
詳細には、本実施形態の物体検知装置は、図１１、図１２に示す方法で物体の形状を判定する。すなわち、送受信用、受信用のマイクロホン１をそれぞれマイクロホン１ａ、１ｂとし、マイクロホン１ａ、１ｂの搭載高さをＨａ、Ｈｂとし、マイクロホン１ａ、１ｂと壁である物体１００との距離をＤａ、Ｄｂとする。また、物体１００に沿った水平方向のマイクロホン１ａ、１ｂ間の距離をＷとすると、Ｌ１＝（（Ｄａ＋Ｄｂ）２＋Ｗ２＋（Ｈａ−Ｈｂ）２）１／２、Ｌ２＝（（Ｄａ＋Ｄｂ）２＋Ｗ２＋（Ｈａ＋Ｈｂ）２）１／２となる。この２式より、Ｌ２２−Ｌ１２＝４ＨａＨｂとなる。形状判定部１３は、Ｌ２２−Ｌ１２と４ＨａＨｂとの差が所定値以下であり、Ｌ２２−Ｌ１２≒４ＨａＨｂであるときに、物体１００が所定の高さを有する形状であると判定する。
【００８８】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して重み係数を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８９】
本実施形態では、２つの重み係数から、物体を検知する距離に応じて選択された１つの重み係数が用いられる。図１３に示すように、２つの重み係数は、それぞれ、一点鎖線で示す基準値を境に２つの部分に分かれており、基準値以上の部分は、基準値未満の部分よりも時間軸で前に置かれている。
【００９０】
そして、近距離用の重み係数は、長距離用の重み係数に比べて基準値以上の部分が長くなるように設定されている。すなわち、近距離用の重み係数を用いる場合、参照波の前半部の広い範囲について周波数差が大きく重み付けされて一致度が算出される。
【００９１】
壁などの物体が近距離にある場合には、図１４に示すように、物体が遠距離にある場合に比べて、第１波と第２波との干渉が生じにくい。したがって、近距離にある物体を検出するときには、第１波の前半部の広い範囲で周波数差に大きく重み付けすることで、干渉の影響を軽減しつつ、第１波についてチャープ信号の検出精度を向上させることができる。
【００９２】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対してチャープ信号の検出方法を変更したものであり、その他については第３実施形態と同様であるため、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９３】
図１５に示すように、本実施形態の物体検知装置は、受信波に基づいて物体の相対速度を算出する相対速度算出部１４を備えている。
【００９４】
周波数判定部１１が数式３によって算出した周波数倍率ｋは、相対速度算出部１４に送信され、相対速度算出部１４は、物体の相対速度Δｖを、数式５によって算出する。
【００９５】
【数５】
2019095306.tif 000007
相対速度算出部１４は、図４のステップＳ６において数式５により相対速度を算出する。そして、周波数判定部１１は、一致度がピークになった時刻における相対速度を、物体の相対速度と推定する。なお、ここでは、物体の相対速度として、物体がマイクロホン１に接近する速度成分を検出している。
【００９６】
また、周波数判定部１１は、第１波がマイクロホン１から送信された超音波の反射波であると判定すると、第１波の検知から所定時間が経過するまでの間、物体の相対速度が第１波に基づいて相対速度算出部１４が算出した相対速度にほぼ等しいと推定する。そして、周波数判定部１１は、推定した相対速度に基づいて、参照波と受信波の周波数を比較する。周波数判定部１１は、第２波以降の受信波については、第１波について算出した周波数倍率ｋを数式１に代入し、数式４によって一致度Ｍを算出する。
【００９７】
上記の所定時間をΔＴ１とする。ΔＴ１の長さについては、例えば以下のように設定することができる。
【００９８】
すなわち、第１波に基づいて算出された物体との距離に応じてΔＴ１を変化させる。詳細には、近距離にある物体での反射波が第１波になると、マイクロホン１が第１波を受信してから第２波を受信するまでの時間が長くなるので、第１波に基づいて算出された物体との距離が短いほどΔＴ１を長くする。
【００９９】
また、第１波の振幅に応じてΔＴ１を変化させる。詳細には、第１波の振幅が大きいと振幅の立ち下がりまでの時間が長くなり、第２波との干渉が生じやすくなるので、第１波の振幅が大きいほどΔＴ１を長くする。
【０１００】
また、マイクロホン１の搭載位置が高いと、第１波と第２波とでマイクロホン１に到達するまでに進む距離の差が大きくなり、２つの受信波の受波時刻の差が大きくなるので、マイクロホン１の搭載位置が高いほどΔＴ１を長くする。
【０１０１】
図１６に示すように、反射波の干渉が生じると、波形の合成によって位相が乱れ、第１波の後半部および第２波の前半部の周波数の検出精度が低下する。さらに、第２波については、チャープが終了し振幅が立ち下がるときにＶ字状の周波数変化が現れることがあるため、後半部の周波数の検出精度も第１波に比べて低くなる。そのため、第１波、第２波とは異なる部分で一致度のピークが生じ、誤検知のおそれがある。
【０１０２】
これに対して、本実施形態では、第１波の検知から所定時間が経過するまでの間、一致度の算出に用いる相対速度を、第１波に基づいて算出した相対速度に固定する。そのため、図１７に示すように、第１波、第２波とは異なる部分では一致度のピークが生じにくくなり、誤検知が抑制される。
【０１０３】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【０１０４】
例えば、上記第１実施形態では、受信波の振幅が所定の閾値以上となったときの時刻を受波時刻としたが、図１８に示すように、第１波、第２波の一致度がピーク値となった時刻から所定時間前の時刻を第１波、第２波の受波時刻ｔ１、ｔ２としてもよい。この所定時間をΔＴ２とする。例えば、図１９に示すように、時間ΔＴ２は、マイクロホン１から所定の距離に物体を置いて探査波を送信し、この物体での反射波をマイクロホン１が受信したときの、マイクロホン１の電極間電圧の立ち上がりから一致度Ｍがピーク値をとるまでの時間とされる。時間ΔＴ２は、上りチャープ信号、下りチャープ信号それぞれについて物体検知装置の個体ごとに設定され、距離判定部９に記憶される。
【０１０５】
反射波の振幅が変化しても、反射波の受信開始から一致度のピークまでの時間は変化しにくい。そのため、このように受波時刻を設定する方法では、振幅と閾値を比較して受波時刻を検出する方法に比べて、反射波の振幅の変化による受波時刻の検出精度の低下を抑制することができる。
【０１０６】
また、上記第１実施形態では周波数の倍率を用いて一致度を求めたが、周波数オフセットを用いて一致度を求めてもよい。すなわち、図２０に示すように、周波数オフセットをΔｆとし、Δｆを用いて参照波の周波数Ｒ（ｔ）を受信波の周波数ｆｒ（ｔ）に近似して、Ｒ（ｔ）＋Δｆとｆｒ（ｔ）の相関を評価することで一致度を求めてもよい。
【０１０７】
具体的には、誤差２乗和Ｅは数式６のようになり、誤差２乗和Ｅが最小となるとき、すなわち数式７が成立するときの周波数オフセットΔｆは数式８のようになる。そして、数式８を数式６に代入して得られた誤差２乗和Ｅを数式４に代入することで、一致度Ｍが求められる。また、相対速度Δｖは、数式９のようになる。なお、ここでは基準周波数としてマイクロホン１の共振周波数ｆ０を用いているが、基準周波数として他の周波数を用いてもよい。例えば、基準周波数としてパルス信号の掃引の中心周波数を用いてもよい。
【０１０８】
【数６】
2019095306.tif 000008
【０１０９】
【数７】
2019095306.tif 000009
【０１１０】
【数８】
2019095306.tif 000010
【０１１１】
【数９】
2019095306.tif 000011
図２０は上りチャープ信号について一致度を求める方法を示しているが、下りチャープ信号についても、下りチャープ信号用の参照波を用いて、同様に一致度Ｍを求めることができる。
【０１１２】
なお、第６実施形態において周波数オフセットを用いる場合には、第１波の検知から所定時間が経過するまでの間は、第１波について求めたΔｆを用いて第２波以降の一致度Ｍを算出する。
【０１１３】
また、周波数差に重み付けをする他の数式を用いて一致度を算出してもよい。また、上記第１実施形態では重み係数は時間軸に沿って減少し、上記第２実施形態では重み係数は時間軸に沿って増加しているが、時間軸に沿ってこれらとは異なる変化をする重み係数を用いてもよい。例えば、上記第１実施形態において、図２１に示すように、前半部でピーク値をとるように増加した後に減少する重み係数を用いてもよい。また、上記第２実施形態において、図２２に示すように、後半部でピーク値をとるように増加した後に減少する重み係数を用いてもよい。また、図３、図７に示すように、上記第１実施形態では重み係数の後半部の一部が０とされ、第２実施形態では重み係数の前半部の一部が０とされているが、図２１に示すように、全体にわたって０より大きくされた重み係数を用いてもよい。また、後半部の全体が０とされた重み係数を用いてもよく、図２２に示すように、前半部の全体が０とされた重み係数を用い、参照波のうち送信波と同様に周波数が変化する後半部のみを受信波と比較してもよい。
【０１１４】
また、第１実施形態の重み係数と第２実施形態の重み係数とを用いて一致度を算出し、算出結果を所定時間分、例えばパルス信号の周波数を掃引する時間分バッファリングして、一致度の高い方の結果に基づいてチャープ信号の判定を行うようにしてもよい。このようにすることで、第１波のＳＮが低い場合や干渉範囲が広い場合のチャープ信号の検出精度を向上させることができる。
【０１１５】
また、時間軸に沿って変化する重み係数と、一定値とされた重み係数とを用いて一致度を算出し、一致度の高い方の結果に基づいてチャープ信号の判定を行うようにしてもよい。
【０１１６】
また、上記第５実施形態において、３つ以上の重み係数を用いてもよい。この場合にも、検出対象とする距離が短いほど、基準値以上の部分が長くなるように設定された重み係数を用いることにより、チャープ信号の検出精度を向上させることができる。
【０１１７】
また、上記第６実施形態において、第４実施形態のように物体検知装置が２つのマイクロホン１を備える場合には、物体の相対速度として、例えば２つのマイクロホン１を結ぶ線分の中点に接近する方向の速度成分を検出してもよい。また、上記第６実施形態において物体検知装置が複数のマイクロホン１を備え、各マイクロホン１の搭載高さが互いに異なる場合には、ΔＴ１を、各マイクロホン１について異なる長さとしてもよい。例えば、マイクロホン１の搭載位置が高いほどΔＴ１を長くしてもよい。
【０１１８】
また、上記第６実施形態において、反射波を検知する度にΔＴ１をリセットし、最後に反射波を検知してからΔＴ１が経過するまでの間、相対速度を固定するようにしてもよい。例えば、周波数判定部１１は、第１波を検知した後ΔＴ１が経過する前に第２波を検知したとき、第２波を検知してからΔＴ１が経過するまでの間、相対速度を固定してチャープ信号の判定を行う。この間に第３波がマイクロホン１に到達すると、周波数判定部１１は、第３波について相対速度を固定してチャープ信号の有無を判定する。障害物の数が多く、マイクロホン１が多数の反射波を受信する環境では、このようにΔＴ１をリセットすることにより、チャープ信号の検出精度を向上させることができる。なお、このようにΔＴ１をリセットする場合には、最後に反射波を検知してからΔＴ１が経過する前でも、受信波の振幅の立ち下がりから所定時間が経過したときには、相対速度を固定しない通常の検出方法に戻すようにしてもよい。
【０１１９】
また、後半部が前半部よりも大きい重み係数のみを用いてもよい。
【０１２０】
また、上記第６実施形態において、第１実施形態のように、前半部が後半部よりも大きい重み係数のみを用いてもよい。また、上記第６実施形態において、第３実施形態のように、検出する距離に応じて重み係数を切り替えて用いてもよい。また、上記第６実施形態において、重み係数を一定値としてもよく、このような場合も、相対速度を固定することにより、干渉の影響を低減し、チャープ信号の検出精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１    マイクロホン
９    距離判定部
１１  周波数判定部
１２  参照波記憶部
１４  相対速度算出部
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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