(57)【要約】【課題】超音波発生器／検出器を用いて障害物を検知する技術に関し、サイドローブの大きな高指向性超音波発生器を使って障害物を探索するスイープを行ったときでも正確に障害物の位置を特定する。【解決手段】マイクロコンピュータ１０１は、増幅度制御信号Ｓ５により受信アンプ１０５の増幅度が低い状態から高い状態に漸次変化させながら、超音波マイク１０４及び受信アンプ１０５を介して検出される超音波検出信号Ｓ２によるエコー像の変化を判定する。マイクロコンピュータ１０１は、エコー像が最初に検知された後に、その検知されたエコー像に対応する虚像が検知されたか否かを判定し、虚像が検知されたと判定したときに、その判定の直前のエコー像に基づいて障害物を検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性を有する超音波発生器と超音波検出器と制御部とを備え障害物を検知する障害物検知装置であって、前記制御部は、
前記超音波発生器の送信強度又は前記超音波検出器の受信感度を制御し、
前記送信強度又は前記受信感度を変化させる制御を行いながら前記超音波検出器を介して検出されるエコー像の変化を判定することにより、前記障害物を検知する、障害物検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記送信強度又は前記受信感度を低い状態から高い状態に漸次変化させながら、前記エコー像が最初に検知された後に、当該検知されたエコー像に対応する虚像が検知されたか否かを判定し、前記虚像が検知されたと判定したときに、当該判定の直前における前記エコー像に基づいて前記障害物を検知する、請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記超音波検出器は、超音波検出信号の出力を増幅する増幅度可変の受信アンプを含み、
前記制御部は、前記受信アンプの増幅度を低い状態から高い状態に漸次変化させることにより、前記受信感度を低い状態から高い状態に漸次変化させる、請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記超音波発生器は、超音波を発生させるための駆動アンプを含み、
前記制御部は、前記駆動アンプの駆動電圧を低い状態から高い状態に漸次変化させることにより、前記送信強度を低い状態から高い状態に漸次変化させる、請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記超音波発生器は、超音波をバースト状に発生させるためのバースト発生回路を含み、
前記制御部は、前記バースト発生回路におけるバーストパルス数を少ない状態から多い状態に漸次変化させることにより、前記送信強度を低い状態から高い状態に漸次変化させる、請求項２に記載の障害物検知装置。
【請求項６】
前記超音波発生器は開放型超音波トランスデューサをアレイ状に配置して構成される超音波スピーカアレイを含み、前記超音波検出器は前記開放型超音波トランスデューサによる超音波マイクを含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の障害物検知装置。
【請求項７】
前記超音波発生器をスイープさせるスイープ駆動部を更に備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の障害物検知装置。
【請求項８】
指向性を有する超音波発生器と超音波検出器と制御部とを制御することにより障害物を検知する障害物検知方法であって、
前記超音波発生器の送信強度または前記超音波検出器の受信感度を制御し、
前記送信強度又は前記受信感度を変化させる制御を行いながら前記超音波検出器を介して検出されるエコー像の変化を判定することにより、前記障害物を検知する、障害物検知方法。
【請求項９】
指向性を有する超音波発生器と超音波検出器と制御部とを制御することにより障害物を検知するコンピュータに、
前記超音波発生器の送信強度または前記超音波検出器の受信感度を制御するステップと、
前記送信強度又は前記受信感度を変化させる制御を行いながら前記超音波検出器を介して検出されるエコー像の変化を判定することにより、前記障害物を検知するステップと、
を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】
本発明は、超音波発生器／検出器を用いて障害物を検知する障害物検知装置、方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用ロボットは掃除用ロボットや人の生活を支援するパートナーロボットとしてその普及が始まっている。これらの家庭用ロボットは室内を動き回るために障害物を検出する必要があり、様々なセンサを備えている。なかでも超音波距離センサは低いコストで正確な距離を検出できることからよく用いられている。しかしながら、従来の超音波距離センサは超音波ビームの指向性が低く、大雑把に前後左右４方向に壁があるか否かであるとか、壁との距離を測定する程度であり、離れた場所の障害物の位置を特定することはできなかった。
【０００３】
超音波距離センサを障害物の位置特定に用いることができるようにするためには超音波ビームの指向性が高ければよいと考えられ、従来、指向性の高い超音波ビームを発生する技術が実用化されている。代表的な従来技術として、小さな超音波発生器を平面上に多数並べてスピーカアレイとし、空間的なパラメトリック効果を得て超音波の直進性を高くする技術がパラメトリック超音波スピーカとして一般に広く知られている（例えば特許文献１に記載の技術）。
【０００４】
第２の従来技術として、ピストン状の超音波発生器を用いる技術、および２つの周波数の音波を発音してその差にあたる２次音波を発生させることで指向性を強くする技術が提案されている（例えば特許文献２に記載の技術）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０４９３０３号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に例示したような技術では、高指向性超音波発生器を用いて多方向に超音波ビームを発射し、そのエコーを検出すれば障害物の位置特定ができると考えられる。しかしながら実際には、安価で作りやすいパラメトリックスピーカではサイドローブが発生しやすいという欠点があり、そのほかの高指向性の超音波発生器でもサイドローブをまったくなくすことはできず、近い距離に障害物があればサイドローブの超音波が反射してエコーとして検出され、障害物の位置特定ができなくなってしまうという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、サイドローブの大きな高指向性超音波発生器を使って障害物を探索するスイープを行ったときでも正確に障害物の位置を特定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
態様の一例では、指向性を有する超音波発生器と超音波検出器と制御部とを備え障害物を検知する障害物検知装置であって、制御部は、超音波発生器の送信強度又は超音波検出器の受信感度を制御し、送信強度又は受信感度の制御を行いながら超音波検出器を介して検出されるエコー像の変化を判定することにより、障害物を検知する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、サイドローブの大きな高指向性超音波発生器を使って障害物を探索するときでも正確に障害物の位置を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】障害物検知装置の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】超音波スピーカアレイ１０３の構成例を示す平面図である。
【図３】開放型超音波トランスデューサの構成例を示す図である。
【図４】開放型超音波トランスデューサと超音波スピーカアレイの指向性チャートの例を示す図である。
【図５】障害物検知装置の制御信号の波形例を示すタイミングチャートである。
【図６】受信アンプの増幅度制御を行わない場合のエコー像の例を示す図である。
【図７】マイクロコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図８】障害物検知処理の例を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態によるエコー像の例を示す図である。
【図１０】本実施形態による障害物検知装置を搭載したロボットの構成例および配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、障害物検知装置の実施形態の構成例を示すブロック図である。マイクロコンピュータ１０１は、パルスバースト信号Ｓ１を生成する。駆動アンプ１０２は、マイクロコンピュータ１０１が出力するパルスバースト信号Ｓ１を増幅して、超音波スピーカアレイ１０３に駆動電圧信号を供給する。超音波スピーカアレイ１０３は、マイクロコンピュータ１０１から制御されるスイープ駆動部１０８によってスイープ駆動される。超音波スピーカアレイ１０３で発生した超音波は、空間を伝わって特には図示しない障害物に反射し、超音波マイク１０４に戻ってくる。受信アンプ１０５は、超音波マイク１０４の出力を増幅し超音波検出信号Ｓ２を出力する。包絡線生成器１０６は、超音波検出信号Ｓ２の包絡線を生成し、包絡線信号Ｓ３を出力する。コンパレータ１０７は、包絡線信号Ｓ３に対して閾値判定を行うことにより、矩形波信号Ｓ４を出力し、その矩形波信号Ｓ４をマイクロコンピュータ１０１に入力させる。マイクロコンピュータ１０１は、増幅度制御信号Ｓ５を出力し受信アンプ１０５に入力させる。受信アンプ１０５の増幅度は、この増幅度制御信号Ｓ５によって制御される。受信アンプ１０５の増幅度は、例えばオペアンプの抵抗定数をアナログスイッチで切り替えるなどして容易に実現できるが、他のどのような方法を用いて実現してもよい。
【００１２】
図２は図１の超音波スピーカアレイ１０３の構成例を示す平面図である。超音波スピーカアレイ１０３は、開放型超音波トランスデューサ２０１が、プリント配線基板２０２上に、例えば３行×４列に１２個並べて配置された構成を有する。プリント配線基板２０２の下部には、１個の開放型超音波トランスデューサ２０１によって構成される超音波マイク１０４が配置される。プリント配線基板２０２に接続されるコネクタ２０３は、超音波スピーカアレイ１０３を構成する各開放型超音波トランスデューサ２０１を図１の駆動アンプ１０２に接続し、超音波マイク１０４を構成する開放型超音波トランスデューサ２０１を図１の受信アンプ１０５に接続する。
【００１３】
図３は、図２の開放型超音波トランスデューサ２０１の１個の構成例を示す図であり、図２（ａ）は側面透視図、図２（ｂ）はトランスデューサ本体の斜視図、図２（ｃ）はケース３０８およびスクリーン３０９の部分の斜視図である。支点（ベース）３０６の上部には、下部から順に正方形のバイモルフ振動子３０３、振動板である金属板３０２、およびコーン形共振子３０１が積層されたトランスデューサ本体が、接着剤３０７により接着される。バイモルフ振動子３０３には、リード線３０５を介して電極端子３０４が接続される。トランスデューサ本体部分は上部がスクリーン３０９になっているケース３０８によって保護される。２本の電極端子３０４は、図２のコネクタ２０３を介して、図１の駆動アンプ１０２に接続される。
【００１４】
図４（ａ）は、開放型超音波トランスデューサ２０１の１個の指向性チャートの例、図４（ｂ）は、超音波スピーカアレイ１０３の指向性チャートの例を、それぞれ示す図である。開放型超音波トランスデューサ２０１が１個だけの指向性チャート４０１は、図４（ａ）に示されるように指向性を有するものの、鋭い指向性ではない。従って、トランスデューサ１個だけでは、障害物を的確に検出するには向かない。一方、複数の開放型超音波トランスデューサ２０１によって構成される超音波スピーカアレイ１０３の指向性チャート４０２は、図４（ｂ）に示されるように鋭いメインローブを有するが、大きなサイドローブが発生していることがわかる。
【００１５】
図５は、図１の障害物検知装置１００のＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４の各制御信号の波形例を示すタイミングチャートである。図１のマイクロコンピュータ１０１は、自ら生成した図５（ｄ）に例示されるパルスバースト信号Ｓ１の開始時刻から、図５（ａ）に例示される矩形波信号Ｓ４が戻ってくるまでの時間を計測し、その時間に音速を乗算することで超音波が伝搬した距離を計算することができる。障害物までの距離はその半分の長さである。
【００１６】
図６は、図１においてマイクロコンピュータ１０１が受信アンプ１０５の増幅度制御を行わない場合のエコー像の例を示す図である。図１において、超音波スピーカアレイ１０３の全体をスイープ駆動部１０８によりスイープさせながら繰り返し超音波エコーを計測すると、障害物の位置を図６に示されるような極座標上にプロットすることができる。図６（ａ）は、図１の障害物検知装置１００から約１ｍの距離に直径６ｃｍほどの金属円筒を置いてスキャンを行った結果の図である。図６（ａ）の扇形図形の中心に超音波スピーカアレイ１０３が配置され、内側の扇形が１ｍの距離、その外側の扇形が２ｍの距離を表している。黒いドットが計測結果をプロットしたもので、最も外側の扇形図形の外側に並んでいるドットはエコーが帰って来なかったときに計算上の最大値にプロットされた結果である。図６（ａ）では、約１ｍの距離の中央に円筒に反射した超音波のエコー像が表れている。図６（ｂ）は、円筒を約０．５ｍの距離に置いてスキャンした時のプロット図である。円筒で反射した像が正しい位置にプロットされているが、その左右にも似たような像が表れ、あたかも複数の円筒が並んでいるように見える。これは図４（ｂ）に例示される指向性チャート４０２の特性を有する超音波スピーカアレイ１０３から発せられた超音波のサイドローブが反射したために現れた、エコー像に対する虚像である。しかし、観測者は、この像だけからは、虚像が見えているのかそれとも実際にこの像のように障害物によるエコー像が見えているのかを知ることはできない。直径６ｃｍの金属円筒の場合はたまたま１ｍの距離で虚像のないエコー像がプロットされ、０．５ｍの距離では虚像が表れたが、超音波の反射強度は障害物の形状や材質によって大きく変わるので、どの距離で虚像が表れるかもあらかじめ知ることはできない。
【００１７】
特に、コストダウンのために安価な開放型超音波トランスデューサ２０１を用いた場合、図４（ｂ）に例示される指向性チャート４０２上のサイドローブは大きなものとなる。従って、図１において、受信アンプ１０５の増幅度および駆動アンプ１０２の駆動電圧等を一定とした場合には、超音波マイク１０４で検出され受信アンプ１０５で増幅された図５（ｃ）に例示される超音波検出信号Ｓ２の波形がエコー像の虚像によって大きく乱れる場合が生ずる。この場合、図５（ｂ）に示される包絡線信号Ｓ３も障害物の距離に応じた正しい波形でなくなり、図５（ａ）に示される矩形波信号Ｓ４の変化タイミングもずれてしまうため、マイクロコンピュータ１０１は、障害物の方向や距離を正しく検出することができなくなってしまう。
【００１８】
そこで、本実施形態では、図１において、マイクロコンピュータ１０１が、増幅度制御信号Ｓ５によって、受信アンプ１０５の増幅度を低い状態から高い状態に漸次変化させることにより、受信感度を低い状態から高い状態に漸次変化させながら、超音波検出信号Ｓ２によるエコー像の変化を判定することにより、障害物を正しく検知することを可能にする。
【００１９】
図７は、この制御動作をソフトウェア処理として実現できる図１のマイクロコンピュータ１０１のハードウェア構成の一例を示す図である。図７に示される構成を有するマイクロコンピュータ１０１は、ＣＰＵ７０１、メモリ７０２、入力装置７０３、出力装置７０４、外部記憶装置７０５、可搬記録媒体７０９が挿入される可搬記録媒体駆動装置７０６、及び通信インタフェース７０７を有し、これらがバス７０８によって相互に接続された構成を有する。同図に示される構成はマイクロコンピュータ１０１を実現できるハードウェア構成の一例であり、マイクロコンピュータ１０１はこのハードウェア構成に限定されるものではない。
【００２０】
ＣＰＵ７０１は、当該コンピュータ全体の制御を行う。メモリ７０２は、後述する図８のフローチャートで例示される障害物検知処理プログラムの実行、データ更新等の際に、外部記憶装置７０５（或いは可搬記録媒体７０９）に記憶されているプログラム又はデータを一時的に格納するＲＡＭ等のメモリである。ＣＵＰ７０１は、プログラムをメモリ７０２に読み出して実行することにより、全体の制御を行う。
【００２１】
入力装置７０３は、ユーザによるキーボードやマウス等による入力操作を検出し、その検出結果をＣＰＵ７０１に通知する。出力装置７０４は、ＣＰＵ７０１の制御によって送られてくるデータを表示装置や印刷装置に出力する。
【００２２】
外部記憶装置７０５は、例えばハードディスク記憶装置である。主に各種データやプログラムの保存に用いられる。
【００２３】
可搬記録媒体駆動装置７０６は、ＳＤＲＡＭ、コンパクトフラッシュ等の可搬記録媒体７０９を収容するもので、外部記憶装置７０５の補助の役割を有する。
【００２４】
通信インタフェース７０７は、例えばＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）又はＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）の通信回線を接続するための装置である。
【００２５】
図８は、障害物検知処理の例を示すフローチャートである。この処理は、図７のＣＰＵ７０１がメモリ７０２に記憶された障害物検知処理プログラムを実行することにより実現される。そのプログラムは、例えば外部記憶装置７０５や可搬記録媒体７０９に記録して配布してもよく、或いは通信インタフェース７０７によりネットワークから取得できるようにしてもよい。
【００２６】
図８において、ＣＰＵ７０１はまず、図１の受信アンプ１０５に供給する増幅度制御信号Ｓ５において、増幅度を最小レベルに設定する（ステップＳ８０１）。
【００２７】
次に、ＣＰＵ７０１は、図１のスイープ駆動部１０８を駆動させてスイープ動作を行わせながら、図１のパルスバースト信号Ｓ１を生成し、駆動アンプ１０２に供給する（ステップＳ８０２）。
【００２８】
続いて、ＣＰＵ７０１は、図１のコンパレータ１０７から、エコー像が得られたか否かを判定する（ステップＳ８０３）。
【００２９】
ステップＳ８０３の判定がＮＯならば、ＣＰＵ７０１は、図１の受信アンプ１０５に供給する増幅度制御信号Ｓ５において、増幅度を増加させる（ステップＳ８０４）。
【００３０】
このとき、ＣＰＵ７０１は、ステップＳ８０４で増加させた増幅度が受信アンプ１０５の最大ゲインを超えたか否かを判定する（ステップＳ８０５）。
【００３１】
ステップＳ８０５の判定がＮＯならば、ＣＰＵ７０１は、ステップＳ８０２の処理に戻り、受信アンプ１０５での新たな増幅度のもとで再びエコー像の検出判定を試みる。
【００３２】
ステップＳ８０２からＳ８０５の繰返し処理の結果、エコー像が検出されることによりステップＳ８０３の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ７０１は、存在する場合には、前回までに検出され例えば図７のメモリ７０２に保持されているエコー像と、今回検出されたエコー像とを比較する（ステップＳ８０６）。
【００３３】
ステップＳ８０６での比較の結果、ＣＰＵ７０１は、前回のエコー像に対して、その周囲に虚像が検出されたか否かを判定する（ステップＳ８０７）。
【００３４】
ステップＳ８０７の判定がＮＯならば、ＣＰＵ７０１は、ステップＳ８０４の処理に移行し、受信アンプ１０５に対する増幅度を更に増加させる。
【００３５】
虚像が検出されることによりステップＳ８０７の判定がＹＥＳになると、ＣＰＵ７０１は、メモリ７０２に保存されている前回のエコー像を正しいエコー像として採用して既存の障害物の方向および距離等の検知処理を実行する（ステップＳ８０８）。その後、ＣＰＵ７０１は、図８のフローチャートで示される障害物検知処理を終了する。
【００３６】
図９は、図８のフローチャートで例示される障害物検知処理により検知されるエコー像の例を示す図である。図９（ａ）は受信アンプ１０５の増幅度が小さいために障害物が見えていないときのプロット図である。受信アンプ１０５の増幅度を段階的に増加させてゆくと図９（ｂ）に示されるように最も近い障害物からの反射エコーが検出される。図９（ｃ）は、受信アンプ１０５の増幅度をさらに増加させた結果虚像が表れたときのプロット図である。図７のＣＰＵ７０１は、メモリ７０２に保持されている前回のエコー像と今回のエコー像とを比較して、前回のエコー像の周辺の同じ距離にエコー像が表れればこれが虚像であると判定できる。そこで、ＣＰＵ７０１は、虚像が現れたら、その前回のエコー像を用いて最も近い距離の障害物の位置を特定することができる。
【００３７】
以上説明した実施例では、図８のフローチャートで例示されるアルゴリズムが図１のマイクロコンピュータ１０１を構成する図７のＣＰＵ７０１で処理されるとして説明したが、マイクロコンピュータ１０１からエコー像を受け取る上位の情報処理装置が図８のフローチャートで例示されるアルゴリズムを処理する構成であってもよい。
【００３８】
本実施形態では、マイクロコンピュータ１０１が受信アンプ１０５の増幅度を制御する構成であるが、超音波発生器である超音波スピーカアレイ１０３の送信強度又は超音波検出器である超音波マイク１０４の受信感度を制御し、その送信強度又は受信感度の制御を行いながら超音波マイク１０４を介して検出されるエコー像の変化を判定して障害物を検知するような構成であれば、どのような構成であってもよい。例えば、図１において、マイクロコンピュータ１０１は、受信アンプ１０５の増幅度ではなく、駆動アンプ１０２の駆動電圧を低い状態から高い状態に漸次変化させるような構成であってもよい。或いは、マイクロコンピュータ１０１は、パルスバースト信号Ｓ１におけるバーストパルス数を少ない状態から多い状態に漸次変化させることにより、超音波スピーカアレイ１０３における送信強度を低い状態から高い状態に漸次変化させるような構成であってもよい。
【００３９】
図１０（ａ）は、本実施形態による障害物検知装置を搭載したロボット１００１の構成例を示す図である。ロボット１００１の筐体１００２の前部の開口部１００３には、図１の超音波スピーカアレイ１０３と超音波マイク１０４と配設された図２のプリント配線基板２０２が、図１のスイープ駆動部１０８によってスイープ可能な状態に設置される。コントロールボックス１００４は、図１のマイクロコンピュータ１０１、駆動アンプ１０２、受信アンプ１０５、包絡線生成器１０６、およびコネクタ２０３を内蔵している。コントロールボックス１００４内の駆動アンプ１０２は、図２のコネクタ２０３を介して、プリント配線基板２０２に接続される。コントロールボックス１００４内のマイクロコンピュータ１０１は、スイープ駆動部１０８に接続される。
【００４０】
図１０（ａ）の構成例を有するロボット１００１が、例えば図１０（ｂ）に示されるように、部屋１００５の中を移動する場合、図１０（ａ）のスイープ駆動部１０８によって超音波スピーカアレイ１０３および超音波マイク１０４が配設されたプリント配線基板２０２がスイープ駆動されることにより、ロボット１００１は、部屋１００５内の障害物１００６ａや１００６ｂを検知しながら移動する。
【００４１】
以上の実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
指向性を有する超音波発生器と超音波検出器と制御部とを備え障害物を検知する障害物検知装置であって、前記制御部は、
前記超音波発生器の送信強度又は前記超音波検出器の受信感度を制御し、
前記送信強度又は前記受信感度を変化させる制御を行いながら前記超音波検出器を介して検出されるエコー像の変化を判定することにより、前記障害物を検知する、障害物検知装置。
（付記２）
前記制御部は、前記送信強度又は前記受信感度を低い状態から高い状態に漸次変化させながら、前記エコー像が最初に検知された後に、当該検知されたエコー像に対応する虚像が検知されたか否かを判定し、前記虚像が検知されたと判定したときに、当該判定の直前における前記エコー像に基づいて前記障害物を検知する、付記１に記載の障害物検知装置。
（付記３）
前記超音波検出器は、超音波検出信号の出力を増幅する増幅度可変の受信アンプを含み、
前記制御部は、前記受信アンプの増幅度を低い状態から高い状態に漸次変化させることにより、前記受信感度を低い状態から高い状態に漸次変化させる、付記２に記載の障害物検知装置。
（付記４）
前記超音波発生器は、超音波を発生させるための駆動アンプを含み、
前記制御部は、前記駆動アンプの駆動電圧を低い状態から高い状態に漸次変化させることにより、前記送信強度を低い状態から高い状態に漸次変化させる、付記２に記載の障害物検知装置。
（付記５）
前記超音波発生器は、超音波をバースト状に発生させるためのバースト発生回路を含み、
前記制御部は、前記バースト発生回路におけるバーストパルス数を少ない状態から多い状態に漸次変化させることにより、前記送信強度を低い状態から高い状態に漸次変化させる、付記２に記載の障害物検知装置。
（付記６）
前記超音波発生器は開放型超音波トランスデューサをアレイ状に配置して構成される超音波スピーカアレイを含み、前記超音波検出器は前記開放型超音波トランスデューサによる超音波マイクを含む、付記１ないし５のいずれかに記載の障害物検知装置。
（付記７）
前記超音波発生器をスイープさせるスイープ駆動部を更に備える、付記１ないし６のいずれかに記載の障害物検知装置。
（付記８）
指向性を有する超音波発生器と超音波検出器と制御部とを制御することにより障害物を検知する障害物検知方法であって、
前記超音波発生器の送信強度または前記超音波検出器の受信感度を制御し、
前記送信強度又は前記受信感度を変化させる制御を行いながら前記超音波検出器を介して検出されるエコー像の変化を判定することにより、前記障害物を検知する、障害物検知方法。
（付記９）
指向性を有する超音波発生器と超音波検出器と制御部とを制御することにより障害物を検知するコンピュータに、
前記超音波発生器の送信強度または前記超音波検出器の受信感度を制御するステップと、
前記送信強度又は前記受信感度を変化させる制御を行いながら前記超音波検出器を介して検出されるエコー像の変化を判定することにより、前記障害物を検知するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【符号の説明】
【００４２】
１００  障害物検知装置
１０１  マイクロコンピュータ
１０２  駆動アンプ
１０３  超音波スピーカアレイ
１０４  超音波マイク
１０５  受信アンプ
１０６  包絡線生成器
１０７  コンパレータ
１０８  スイープ駆動部
２０１  開放型超音波トランスデューサ
２０２  プリント配線基板
２０３  コネクタ
３０１  コーン形共振子
３０２  金属板（振動板）
３０３  バイモルフ振動子
３０４  電極端子
３０５  リード線
３０６  支点（ベース）
３０７  接着剤
３０８  ケース
３０９  スクリーン
１００１  ロボット
１００２  筐体
１００３  開口部
１００４  コントロールボックス
【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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