JP2013160634A - Ultrasonic sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波センサに関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic sensor.
従来、超音波を送信し、送信した超音波の反射波を受信することで、周囲の物体を検出する超音波センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic sensor that detects an object around by transmitting an ultrasonic wave and receiving a reflected wave of the transmitted ultrasonic wave is known (for example, see Patent Document 1).
発明者は、超音波センサを車両に搭載し、自車両の後方にいる後続車両の検出のために用いることを検討した。そして、検出したい対象は後続車両であるにもかかわらず、超音波が路面で反射されて超音波センサに戻って来る場合が少なからずあり、その結果、誤って路面を検出してしまうという問題があることに気付いた。 The inventor considered that an ultrasonic sensor is mounted on a vehicle and used to detect a following vehicle behind the host vehicle. Even though the object to be detected is the following vehicle, there are many cases where the ultrasonic waves are reflected on the road surface and return to the ultrasonic sensor, and as a result, the road surface is erroneously detected. I realized that there was.
本発明は上記点に鑑み、超音波センサを車両に搭載し、自車両の後方から接近する後続車両の検出のために用いるための超音波センサにおいて、誤って路面を検出してしまう可能性を低減することを目的とする。 In view of the above points, the present invention has a possibility that an ultrasonic sensor is mounted on a vehicle and used to detect a subsequent vehicle approaching from behind the host vehicle, and the road surface may be erroneously detected. The purpose is to reduce.
従来の超音波センサでは、受信した反射波に対して周波数フィルタリングを施して不要な周波数成分を低減するようになっているが、発明者は、この周波数フィルタリングの周波数特性に着目した。従来の周波数特性では、送信する超音波の中心周波数よりも高い周波数におけるフィルタリング特性と当該中心周波数よりも低い周波数におけるフィルタリング特性とが対称的になっていた。 In the conventional ultrasonic sensor, the received reflected wave is subjected to frequency filtering to reduce unnecessary frequency components. The inventor paid attention to the frequency characteristics of this frequency filtering. In the conventional frequency characteristic, the filtering characteristic at a frequency higher than the center frequency of the ultrasonic wave to be transmitted and the filtering characteristic at a frequency lower than the center frequency are symmetrical.
さらに発明者は、以下の特性に着目した。超音波センサが車両後方に搭載された状態で車両が走行しているときは、路面は車両の移動と共に車両から急速に離れていくので、ドップラー効果により、路面からの反射波は送信時の超音波に対して周波数が低くなる。一方、検出したい物体（すなわち、接近する後続車両）からの反射波は、ドップラー効果によって逆に周波数が高くなる。 Furthermore, the inventor paid attention to the following characteristics. When the vehicle is running with the ultrasonic sensor mounted at the rear of the vehicle, the road surface moves away from the vehicle rapidly with the movement of the vehicle, so the reflected wave from the road surface is super The frequency becomes lower than the sound wave. On the other hand, the reflected wave from the object to be detected (that is, the approaching vehicle that is approaching) has a higher frequency due to the Doppler effect.
この点に基づいて着想した請求項１に記載の発明は、超音波を外部に送信し、その超音波の反射波を受信する送受信部（１１）と、前記送受信部が受信した反射波に対して周波数フィルタリングを施すフィルタ部（１３、１４、２０、２１、２２）と、前記フィルタ部によってフィルタリングされた後の反射波に基づいて物体を検出する検出部（１５、１７）と、を備え、前記フィルタ部の周波数特性は、前記送受信部が送信した前記超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲においては、前記周波数範囲内のどの周波数ｆにおいても、前記周波数ｆと同じだけ前記中心周波数から高い方に離れた周波数と比較して、前記送受信部が受信した反射波の減衰度が高いことを特徴とする超音波センサである。 The invention according to claim 1, which is conceived based on this point, includes a transmission / reception unit (11) that transmits ultrasonic waves to the outside and receives reflected waves of the ultrasonic waves, and a reflected wave received by the transmission / reception unit. A filter unit (13, 14, 20, 21, 22) for performing frequency filtering, and a detection unit (15, 17) for detecting an object based on the reflected wave after being filtered by the filter unit, The frequency characteristic of the filter unit is the same as the frequency f at any frequency f in the frequency range in a predetermined frequency range among frequencies lower than the center frequency of the ultrasonic wave transmitted by the transceiver unit. The ultrasonic sensor is characterized in that the attenuation of the reflected wave received by the transmission / reception unit is higher than a frequency farther away from the center frequency.
このように、フィルタ部の周波数特性が、送受信部が送信した超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲においては、当該周波数範囲内のどの周波数ｆにおいても、当該周波数ｆと同じだけ中心周波数から高い方に離れた周波数と比較して、前記送受信部が受信した反射波の減衰度が高ことで、不要な路面からの反射波を効率的に除去すると共に、必要な後続車両からの反射波は適切に検出することができる。したがって、誤って路面を検出してしまう可能性が低減する。 As described above, the frequency characteristic of the filter unit is the same as the frequency f in any frequency f within the predetermined frequency range in a frequency lower than the center frequency of the ultrasonic wave transmitted by the transmission / reception unit. Compared with the frequency far away from the center frequency, the attenuation of the reflected wave received by the transmitter / receiver is high so that the reflected wave from the unnecessary road surface can be efficiently removed and the necessary following vehicle The reflected wave from can be detected appropriately. Therefore, the possibility of erroneously detecting the road surface is reduced.
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis in the said and the claim shows the correspondence of the term described in the claim, and the concrete thing etc. which illustrate the said term described in embodiment mentioned later. .
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態に係る物体検出システムは、車両に搭載され、図１に示すように、２つの超音波センサ１０およびＥＣＵ１９を有している。また、超音波センサ１０の各々は、マイクロフォン１１、増幅回路１２、バンドパスフィルタ１３、ハイパスフィルタ１４、検波回路１５、送信回路１６、データ処理部１７、および通信部１８を有している。２つの超音波センサ１０の構成は、以下で別記しない限りいずれも同じであり、同一部分について重複記載は行わない。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below. The object detection system according to the present embodiment is mounted on a vehicle and includes two
マイクロフォン１１（送受信部の一例に相当する）は、送信回路１６から入力された超音波の信号を外部に送信すると共に、その超音波の反射波を受信して増幅回路１２に入力する装置である。増幅回路１２は、マイクロフォン１１から入力された反射波を増幅してバンドパスフィルタ１３に入力する。
The microphone 11 (corresponding to an example of a transmission / reception unit) is an apparatus that transmits an ultrasonic signal input from the
図２に示すように、２つの超音波センサのマイクロフォン１１は、車両の左後端および右後端に１個ずつ設置され、それぞれ、車両から左後方の範囲３０ａ、右後方の範囲３０ｂを検知範囲とする。
As shown in FIG. 2, two
バンドパスフィルタ１３は、増幅回路１２から入力された反射波に対して所定の周波数フィルタリングを施し、当該周波数フィルタリングを施した後の反射波をハイパスフィルタ１４に入力する。ハイパスフィルタ１４は、バンドパスフィルタ１３から入力された反射波に対して所定の周波数フィルタリングを施し、当該周波数フィルタリングを施した後の反射波を検波回路１５に入力する。本実施形態では、バンドパスフィルタ１３およびハイパスフィルタ１４がフィルタ部を構成する。バンドパスフィルタ１３、ハイパスフィルタ１４の周波数特性については後述する。
The
検波回路１５は、ハイパスフィルタ１４から入力された反射波の信号と所定の閾値信号とを比較し、この閾値信号よりも反射波の強度が高い場合には、所定の検波信号をデータ処理部１７に入力する。
The
データ処理部１７は、送信回路１６を制御して、一定周期で繰り返し超音波（例えばバースト波）をマイクロフォン１１に出力させる。またデータ処理部１７は、検波回路１５から検波信号が入力されると、その入力のタイミングと、直近の超音波送信タイミング（送信回路１６に超音波を出力させた直近のタイミング）との時間差を特定する。そして、特定した時間差の情報を含む物体検出信号を、通信部１８を用いて、ＥＣＵ１９に送信する。
The
検波回路１５、データ処理部１７のこのような処理により、物体の存在、および、超音波が送信されたタイミングから、当該超音波が当該物体を反射して反射波としてマイクロフォン１１で受信されるタイミングまでの時間を、検出することができる。これら検波回路１５およびデータ処理部１７が検出回路の一例に相当する。
By such processing of the
ＥＣＵ１９は、受信した物体検出信号に応じて、ＢＳＤ（Ｂｌｉｎｄ Ｓｐｏｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）処理等の各種処理を行う。ＢＳＤ処理においては、車両の左後端に設置されたマイクロフォン１１を有する超音波センサ１０から物体検出信号を受信すると、左側ドアミラーに設置された警告ランプ（図示せず）を点灯させ、また、車両の右後端に設置されたマイクロフォン１１を有する超音波センサ１０から物体検出信号を受信すると、右側ドアミラーに設置された警告ランプ（図示せず）を点灯させる。これにより、自車両のドライバーは、この警告ランプの点灯を見ることで、自車両の左後部または右後部に他車両が迫って来ていることをはっきり認識できる。したがって、危険なタイミングで車線変更をしてしまう可能性を低減できる。
The ECU 19 performs various processes such as a BSD (Blind Spot Detection) process in accordance with the received object detection signal. In the BSD process, when an object detection signal is received from the
ここで、フィルタ部（バンドパスフィルタ１３、ハイパスフィルタ１４）の構成についてより詳しく説明する。
Here, the configuration of the filter units (
図３は、バンドパスフィルタ１３およびハイパスフィルタ１４の周波数特性を示すグラフであり、縦軸は、入力に対する出力のゲインをｄＢ単位で表したものであり、横軸は周波数をｋＨｚ単位で表したものである。実線３１がバンドパスフィルタ１３の周波数特性であり、一点鎖線３２がハイパスフィルタ１４の周波数特性を表す。
FIG. 3 is a graph showing the frequency characteristics of the band-
バンドパスフィルタ１３の周波数特性３１は、マイクロフォン１１から送信される超音波の中心周波数（本実施形態では５５、４ｋＨｚ）を中心として左右（周波数が低い方向および高い方向）に対称となっている。このバンドパスフィルタ１３の選択度Ｑは６である。ハイパスフィルタ１４の周波数特性３２は、カットオフ周波数が５４ｋＨｚとなるように設定されている。
The
このようなバンドパスフィルタ１３およびハイパスフィルタ１４を直列に繋ぐことで構成されるフィルタ部の全体的な周波数特性は、線３１、３２の値を加算したものとなる。したがって、フィルタ部は、入力された反射波のうち、５４ｋＨｚ以下の周波数成分をハイパスフィルタ１４によって実質的に除去し、また、約６０ｋＨｚ以上の周波数成分をバンドパスフィルタ１３によって実質的に除去する。
The overall frequency characteristic of the filter unit configured by connecting the
ここで、カットオフ周波数５４ｋＨｚ以下の周波数範囲（送信する超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲に相当する）に着目すると、当該周波数範囲内のどの周波数ｆ（例えば、ｆ＝５５．４ｋＨｚ−３ｋＨｚ＝５２．３ｋＨｚ）においても、当該周波数ｆと同じだけ中心周波数から高い方に離れた周波数ｆ’（上記の例と対応する例としては、ｆ’＝５５．４ｋＨｚ＋３ｋＨｚ＝５８．３ｋＨｚ）と比較して、マイクロフォンが受信した反射波の減衰度（本実施形態では、ｄＢ単位のゲインの正負を反転した値に相当する）が高い。 Here, when focusing on a frequency range having a cutoff frequency of 54 kHz or less (corresponding to a predetermined frequency range among frequencies lower than the center frequency of the ultrasonic wave to be transmitted), any frequency f in the frequency range (for example, f = Even at 55.4 kHz-3 kHz = 52.3 kHz, the frequency f ′ farther from the center frequency by the same amount as the frequency f (as an example corresponding to the above example, f ′ = 55.4 kHz + 3 kHz = 58. 3), the attenuation of the reflected wave received by the microphone (in this embodiment, corresponding to a value obtained by inverting the sign of gain in dB) is high.
また、フィルタ部は、マイクロフォン１１が送信した超音波の中心周波数（５５．４ｋＨｚ）よりも低い周波領域においては、当該中心周波数よりも高い周波領域と比較して、前記中心周波数から離れるにつれて減衰度をより急激に増加させる。
In addition, the filter unit reduces the degree of attenuation in the frequency region lower than the center frequency (55.4 kHz) of the ultrasonic wave transmitted from the
超音波センサ１０が車両後方に搭載された状態で車両が走行しているときは、路面は車両の移動と共に車両から急速に離れていくので、ドップラー効果により、路面からの反射波は送信時の超音波に対して周波数が低くなる。一方、検出したい物体（すなわち、接近する後続車両）からの反射波は、ドップラー効果によって逆に周波数が高くなる。
When the vehicle is running with the
したがって、フィルタ部（バンドパスフィルタ１３、ハイパスフィルタ１４）が上記のような特性の周波数フィルタリングを行うことで、不要な路面からの反射波を効率的に除去すると共に、必要な後続車両からの反射波は適切に検出することができる。したがって、誤って路面を検出してしまう可能性が低減する。
Therefore, the filter sections (
特に、上記所定の周波数範囲は、上記中心周波数の９７％（本実施形態では中心周波数よりも２ｋＨｚ低い周波数に相当する）から上記中心周波数の７３％（本実施形態では中心周波数よりも１５ｋＨｚ低い周波数に相当する）までの範囲を含んでいる。この範囲は、常温（例えば摂氏２０度）および無風下で車両が時速２０ｋｍ以上２００ｋｍ以下で走行した際に路面で反射した反射波の周波数範囲に相当する。
In particular, the predetermined frequency range is 97% of the center frequency (corresponding to a
上記所定の周波数範囲がこのような範囲を包含していれば、自車両が走行しており、かつ、車両が車線変更する可能性がある場合には、常に、路面からの反射波をフィルタ部で効果的に減衰させることができる。 If the predetermined frequency range includes such a range, when the host vehicle is traveling and the vehicle may change lanes, the reflected wave from the road surface is always filtered. Can effectively attenuate.
特に、上記所定の周波数範囲が、上記中心周波数の９０％以上９２％以下を含んでいる。このようになっていれば、車両の典型的な速度である時速５０ｋｍ以上６０ｋｍ以下で自車両が走行している場合に、路面からの反射波をフィルタ部で効果的に減衰させることができる。 In particular, the predetermined frequency range includes 90% or more and 92% or less of the center frequency. With this configuration, when the host vehicle is traveling at a speed of 50 km or more and 60 km or less, which is a typical speed of the vehicle, a reflected wave from the road surface can be effectively attenuated by the filter unit.
図４に、本実施形態の物体検出システムを搭載した車両が、ある速度（時速２０ｋｍ以上）で走行しているときに本実施形態のフィルタ部によって検波回路１５に入力される信号強度の時間変化を示し、図５に、比較例としてバンドパスフィルタ１３のみを有するフィルタ部によって図４と同じ事例で検波回路１５に入力される信号強度の時間変化を示す。
FIG. 4 shows the time variation of the signal strength input to the
図４の例と比べて図５の例は信号のピークの数が多いが、図５にあって図４にない信号のピークは、ハイパスフィルタ１４のカットオフ周波数以下の周波数成分から主に成る信号であり、その多くが、マイクロフォン１１から送信されて路面で反射された反射波であると考えられる。このように、検波回路１５に入力される信号から、路面からの反射波を多く除去できるので、誤って路面を検出してしまう可能性が低減する。
Compared to the example of FIG. 4, the number of signal peaks in the example of FIG. 5 is large, but the peak of the signal that is not in FIG. 4 in FIG. Many of the signals are considered to be reflected waves transmitted from the
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態との違いを中心に説明する。図１と図６において同一の符号が付された構成要素は、互いに同一の機能を有し互いに同じ作動を行うものであり、ここではそれらの詳細についての説明は省略する。なお、各超音波センサ１０の配置および検知範囲３０ａ、３０ｂは、第１実施形態と同じである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment. Components having the same reference numerals in FIGS. 1 and 6 have the same functions and perform the same operations, and detailed description thereof is omitted here. In addition, arrangement | positioning and
本実施形態の物体検知システムが第１実施形態の物体検知システムと異なるのは、第１実施形態のフィルタ部がバンドパスフィルタ１３およびハイパスフィルタ１４を有しているのに対し、本実施形態のフィルタ部がバンドパスフィルタ１３および帯域阻止フィルタ２０を備えていることである。
The object detection system of this embodiment is different from the object detection system of the first embodiment in that the filter unit of the first embodiment includes the
本実施形態のフィルタ部においては、バンドパスフィルタ１３は、増幅回路１２から入力された反射波に対して所定の周波数フィルタリングを施し、当該周波数フィルタリングを施した後の反射波を帯域阻止フィルタ２０に入力する。帯域阻止フィルタ２０は、バンドパスフィルタ１３から入力された反射波に対して所定の周波数フィルタリングを施し、当該周波数フィルタリングを施した後の反射波を検波回路１５に入力する。
In the filter unit of the present embodiment, the band-
図７は、バンドパスフィルタ１３および帯域阻止フィルタ２０の周波数特性を、第１実施形態の図３と同じ形式で示すグラフである。実線３１がバンドパスフィルタ１３の周波数特性であり、一点鎖線３３が帯域阻止フィルタ２０の周波数特性を表す。
FIG. 7 is a graph showing the frequency characteristics of the
バンドパスフィルタ１３の周波数特性３１は、第１実施形態と同じである。帯域阻止フィルタ２０の周波数特性３３は、バンドパスフィルタ１３から入力された反射波のうち、所定の周波数範囲内の成分を実質的に除去するようになっている。ここで、所定の周波数範囲は、４０ｋＨｚから５４ｋＨｚまでの範囲である。この周波数範囲は、上記中心周波数の９７％から上記中心周波数の７３％までの範囲を含んでいる。この範囲は、常温（例えば摂氏２０度）および無風下で車両が時速２０ｋｍ以上２００ｋｍ以下で走行した際に路面で反射した反射波の周波数範囲に相当する。
The
このようなバンドパスフィルタ１３および帯域阻止フィルタ２０を直列に繋ぐことで構成されるフィルタ部の全体的な周波数特性は、線３１、３３の値を加算したものとなる。したがって、フィルタ部は、入力された反射波のうち、４０ｋＨｚ以下の周波数成分をバンドパスフィルタ１３によって除去し、４０ｋＨｚ以上５４ｋＨｚ以下の周波数成分を帯域阻止フィルタ２０によって実質的に除去し、また、約６０ｋＨｚ以上の周波数成分をバンドパスフィルタ１３によって実質的に除去する。
The overall frequency characteristic of the filter unit configured by connecting the
ここで、４０ｋＨｚ以上５４ｋＨｚ以下の周波数範囲（送信する超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲に相当する）に着目すると、当該周波数範囲内のどの周波数ｆ（例えば、ｆ＝５５．４ｋＨｚ−３ｋＨｚ＝５２．３ｋＨｚ）においても、当該周波数ｆと同じだけ中心周波数から高い方に離れた周波数ｆ’（上記の例と対応する例としては、ｆ’＝５５．４ｋＨｚ＋３ｋＨｚ＝５８．３ｋＨｚ）と比較して、マイクロフォンが受信した反射波の減衰度（本実施形態では、ｄＢ単位のゲインの正負を反転した値に相当する）が高い。 Here, when focusing on a frequency range of 40 kHz or more and 54 kHz or less (corresponding to a predetermined frequency range among frequencies lower than the center frequency of ultrasonic waves to be transmitted), any frequency f within the frequency range (for example, f = 55). .4 kHz−3 kHz = 52.3 kHz), the frequency f ′ that is separated from the center frequency by the same amount as the frequency f (as an example corresponding to the above example, f ′ = 55.4 kHz + 3 kHz = 58.3 kHz). ), The attenuation of the reflected wave received by the microphone (in this embodiment, corresponding to a value obtained by inverting the sign of the gain in dB) is high.
また、フィルタ部は、マイクロフォン１１が送信した超音波の中心周波数（５５．４ｋＨｚ）よりも低い周波領域においては、当該中心周波数よりも高い周波領域と比較して、前記中心周波数から離れるにつれて減衰度をより急激に増加させる。
In addition, the filter unit reduces the degree of attenuation in the frequency region lower than the center frequency (55.4 kHz) of the ultrasonic wave transmitted from the
したがって、本実施形態のフィルタ部１３、２０も、第１実施形態のフィルタ部１３、１４と同様の効果を発揮することができる。
Therefore, the
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、第１実施形態との違いを中心に説明する。図１と図８において同一の符号が付された構成要素は、互いに同一の機能を有し互いに同じ作動を行うものであり、ここではそれらの詳細についての説明は省略する。なお、各超音波センサ１０の配置および検知範囲３０ａ、３０ｂは、第１実施形態と同じである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment. Components having the same reference numerals in FIG. 1 and FIG. 8 have the same functions and perform the same operations, and a detailed description thereof will be omitted here. In addition, arrangement | positioning and
本実施形態の物体検知システムが第１実施形態の物体検知システムと異なるのは、第１実施形態のフィルタ部がバンドパスフィルタ１３およびハイパスフィルタ１４を有しているのに対し、本実施形態のフィルタ部がバンドパスフィルタ２１を備えていることである。
The object detection system of this embodiment is different from the object detection system of the first embodiment in that the filter unit of the first embodiment includes the
本実施形態のフィルタ部においては、バンドパスフィルタ２１は、増幅回路１２から入力された反射波に対して所定の周波数フィルタリングを施し、当該周波数フィルタリングを施した後の反射波を検波回路１５に入力する。
In the filter unit of the present embodiment, the band-
図９は、バンドパスフィルタ２１の周波数特性を、第１実施形態の図３と同じ形式で示すグラフである。実線３４がバンドパスフィルタ２１の周波数特性である。
FIG. 9 is a graph showing the frequency characteristics of the
バンドパスフィルタ２１の周波数特性３４は、マイクロフォン１１から送信される超音波の中心周波数（本実施形態では５５、４ｋＨｚ）よりも高い周波数（約５６．５ｋＨｚ）を中心として左右（周波数が低い方向および高い方向）に対称となっている。このバンドパスフィルタ２１の選択度Ｑは１２である。
The
このようなバンドパスフィルタ２１で構成されるフィルタ部は、上記中心周波数（５５、４ｋＨｚ）未満の周波数範囲（送信する超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲に相当する）に着目すると、当該周波数範囲内のどの周波数ｆ（例えば、ｆ＝５５．４ｋＨｚ−３ｋＨｚ＝５２．３ｋＨｚ）においても、当該周波数ｆと同じだけ中心周波数から高い方に離れた周波数ｆ’（上記の例と対応する例としては、ｆ’＝５５．４ｋＨｚ＋３ｋＨｚ＝５８．３ｋＨｚ）と比較して、マイクロフォンが受信した反射波の減衰度（本実施形態では、ｄＢ単位のゲインの正負を反転した値に相当する）が高い。
The filter unit configured by such a
また、フィルタ部は、マイクロフォン１１が送信した超音波の中心周波数（５５．４ｋＨｚ）よりも低い周波領域においては、当該中心周波数よりも高い周波領域と比較して、前記中心周波数から離れるにつれて減衰度をより急激に増加させる。
In addition, the filter unit reduces the degree of attenuation in the frequency region lower than the center frequency (55.4 kHz) of the ultrasonic wave transmitted from the
したがって、本実施形態のフィルタ部２１も、第１実施形態のフィルタ部１３、１４と同様の効果を発揮することができる。
Therefore, the
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、第１実施形態との違いを中心に説明する。図１と図１０において同一の符号が付された構成要素は、以下で別記しない限り互いに同一の機能を有し互いに同じ作動を行うものであり、ここではそれらの詳細についての説明は省略する。なお、各超音波センサ１０の配置および検知範囲３０ａ、３０ｂは、第１実施形態と同じである。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment. Components having the same reference numerals in FIG. 1 and FIG. 10 have the same functions and perform the same operations unless otherwise specified below, and detailed descriptions thereof are omitted here. In addition, arrangement | positioning and
本実施形態の物体検知システムが第１実施形態の物体検知システムと異なるのは、第１実施形態のフィルタ部がバンドパスフィルタ１３およびハイパスフィルタ１４を有しているのに対し、本実施形態のフィルタ部がバンドパスフィルタ２２を備えていることである
本実施形態のフィルタ部においては、バンドパスフィルタ２２は、増幅回路１２から入力された反射波に対して所定の周波数フィルタリングを施し、当該周波数フィルタリングを施した後の反射波を検波回路１５に入力する。
The object detection system of this embodiment is different from the object detection system of the first embodiment in that the filter unit of the first embodiment includes the
そして、バンドパスフィルタ２２は、周波数特性が可変となっている。具体的には、データ処理部１７の制御によって、バンドパスフィルタ２２の周波数特性が変化するようになっている。バンドパスフィルタの周波数特性が可変となるための構造については周知であるので、ここでは説明を省略する。
The
以下、本実施形態においけるバンドパスフィルタ２２の周波数特性の設定のための作動について説明する。ＥＣＵ１９は、図１９に示すような処理を実行しており、まずステップ１１０で、ＥＣＵ１９は、図示しない車速センサから入力された信号に基づいて、自車両の車速が基準速度Ｖｏ（例えば時速１０ｋｍ、時速２０ｋｍ等）以上であるか否かを判定する。
Hereinafter, the operation for setting the frequency characteristics of the
基準速度Ｖｏ以上でないとステップ１１０で判定した場合、ステップ１２０に進み、駐車用設定を行うようデータ処理部１７に駐車用設定命令を送信する。この駐車用設定命令は、通信部１８を介してデータ処理部１７に送られ、データ処理部１７は、この駐車用設定命令を受信すると、バンドパスフィルタ２２の周波数特性を、第１実施形態のバンドパスフィルタ１３と同じ周波数特性に設定する。
When it is determined in
すなわち、マイクロフォン１１から送信される超音波の中心周波数（本実施形態では５５、４ｋＨｚ）を中心として左右（周波数が低い方向および高い方向）に対称となるよう、バンドパスフィルタ２２の周波数特性を設定する。バンドパスフィルタ２２の選択度Ｑは６とする。ステップ１２０の後、処理はステップ１１０に戻る。
That is, the frequency characteristics of the
基準速度Ｖｏ以上であるとステップ１１０で判定した場合、ステップ１３０に進み、ＢＳＤ用設定を行うようデータ処理部１７に駐車用設定命令を送信する。このＢＳＤ用設定命令は、通信部１８を介してデータ処理部１７に送られる。
When it is determined in
データ処理部１７は、このＢＳＤ用設定命令を受信すると、バンドパスフィルタ２２の周波数特性を、図１２の実線３５に示すような周波数特性に設定する。
Upon receiving this BSD setting command, the
すなわち、第１実施形態のバンドパスフィルタ１３と同じ周波数特性（図３の実線３１参照）を、そのまま２ｋＨｚ分正の方向（図３中右方向）に平行移動させた周波数特性３５とする。
That is, the same frequency characteristic as that of the
この周波数特性３５は、マイクロフォン１１から送信される超音波の中心周波数（本実施形態では５５、４ｋＨｚ）よりも高い周波数（５７．４ｋＨｚ）を中心として左右（周波数が低い方向および高い方向）に対称となっている。このバンドパスフィルタ２１の選択度Ｑは６である。
This frequency characteristic 35 is symmetrical to the left and right (lower frequency direction and higher direction) about a higher frequency (57.4 kHz) than the center frequency (55, 4 kHz in this embodiment) of the ultrasonic wave transmitted from the
なお、ＥＣＵ９は、車速が上記基準速度Ｖｏ以上の場合は、第１実施形態で説明したＢＳＤ処理を行い、車速が上記基準速度Ｖｏ未満の場合は、駐車支援処理を行う。 The ECU 9 performs the BSD process described in the first embodiment when the vehicle speed is equal to or higher than the reference speed Vo, and performs the parking assist process when the vehicle speed is less than the reference speed Vo.
したがって、車速が上記基準速度Ｖｏ以上の場合は、バンドパスフィルタ２２の周波数特性がＢＳＤ用設定時の周波数特性３５となっている状態で、ＢＳＤ処理を行う。このとき、ＢＳＤ用設定時のフィルタ部（すなわち、バンドパスフィルタ２２）は、上記中心周波数（５５、４ｋＨｚ）未満の周波数範囲（送信する超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲に相当する）に着目すると、当該周波数範囲内のどの周波数ｆ（例えば、ｆ＝５５．４ｋＨｚ−３ｋＨｚ＝５２．３ｋＨｚ）においても、当該周波数ｆと同じだけ中心周波数から高い方に離れた周波数ｆ’（上記の例と対応する例としては、ｆ’＝５５．４ｋＨｚ＋３ｋＨｚ＝５８．３ｋＨｚ）と比較して、マイクロフォンが受信した反射波の減衰度（本実施形態では、ｄＢ単位のゲインの正負を反転した値に相当する）が高い。
Therefore, when the vehicle speed is equal to or higher than the reference speed Vo, the BSD process is performed in a state where the frequency characteristic of the
また、ＢＳＤ用設定時のフィルタ部は、マイクロフォン１１が送信した超音波の中心周波数（５５．４ｋＨｚ）よりも低い周波領域においては、当該中心周波数よりも高い周波領域と比較して、前記中心周波数から離れるにつれて減衰度をより急激に増加させる。
In addition, the filter unit at the time of setting for BSD has a lower frequency range than the center frequency (55.4 kHz) of the ultrasonic wave transmitted by the
したがって、本実施形態のフィルタ部２２も、ＢＳＤ処理時には、第４実施形態のフィルタ部２１と同様の効果を発揮することができる。
Therefore, the
一方、ＥＣＵ１９は、車速が上記基準速度Ｖｏ未満の場合は、バンドパスフィルタ２２の周波数特性が駐車用設定時の周波数特性３１となっている状態で、駐車支援処理を行う。駐車支援処理時には、車両の左後端に設置されたマイクロフォン１１を有する超音波センサ１０から物体検出信号を受信すると、検出した物体検出信号に含まれる時間差の情報に基づいて、自車両から周囲の物体までの距離を算出し、算出した距離に応じた報知をドライバーに行う。例えば、図示しない音声出力装置にパルス音を繰り返し出力させ、算出した距離が近くなるほどパルス音の繰り返し間隔を短くする。
On the other hand, when the vehicle speed is less than the reference speed Vo, the
このように、車速が基準速度Ｖｏ未満のときは、バンドパスフィルタ２２の中心周波数を、送信する超音波の中心周波数と同一にして駐車支援処理を行う。駐車支援処理を行うのは、車両が低速で移動しているような状況（典型的には駐車時）なので、ドップラー効果を利用して路面からの反射波を抑えることが困難である。したがって、敢えてバンドパスフィルタ２２の中心周波数を、送信する超音波の中心周波数とずらす必要はない。このようにすることで、超音波送信周波数以外のノイズを、超音波の送信周波数よりも高いか低いかによらず、低減することができる。
As described above, when the vehicle speed is lower than the reference speed Vo, the parking support process is performed with the center frequency of the
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。例えば、以下のような形態も許容される。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the scope of the present invention is not limited only to the said embodiment, The various form which can implement | achieve the function of each invention specific matter of this invention is included. It is. For example, the following forms are also acceptable.
例えば、上記実施形態では、フィルタ部として種々の特性のフィルタを用いているが、本発明の目的のためには、フィルタ部の周波数特性は、マイクロフォン１１が送信した超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲においては、当該周波数範囲内のどの周波数ｆにおいても、前記周波数ｆと同じだけ前記中心周波数から高い方に離れた周波数と比較して、マイクロフォン１１が受信した反射波の減衰度が高いことを特徴とする超音波センサ。
For example, in the above embodiment, filters having various characteristics are used as the filter unit. For the purpose of the present invention, the frequency characteristic of the filter unit is lower than the center frequency of the ultrasonic wave transmitted from the
また、上記実施形態では、送受信部の一例として、送信も受信も行うマイクロフォン１１が挙げられているが、送信を行う素子と受信を行う素子が別々になっている送受信部を用いてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
１０ 超音波センサ
１１ マイクロフォン
１３、２１、２２ バンドパスフィルタ
１４ ハイパスフィルタ
１５ 検波回路
１７ データ処理部
２０ 帯域阻止フィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記送受信部が受信した反射波に対して周波数フィルタリングを施すフィルタ部（１３、１４、２０、２１、２２）と、
前記フィルタ部によってフィルタリングされた後の反射波に基づいて物体を検出する検出部（１５、１７）と、を備え、
前記フィルタ部の周波数特性は、前記送受信部が送信した前記超音波の中心周波数よりも低い周波数のうち所定の周波数範囲においては、前記周波数範囲内のどの周波数ｆにおいても、前記周波数ｆと同じだけ前記中心周波数から高い方に離れた周波数と比較して、前記送受信部が受信した反射波の減衰度が高いことを特徴とする超音波センサ。 A transmission / reception unit (11) for transmitting an ultrasonic wave to the outside and receiving a reflected wave of the ultrasonic wave;
A filter unit (13, 14, 20, 21, 22) for performing frequency filtering on the reflected wave received by the transceiver unit;
A detection unit (15, 17) for detecting an object based on the reflected wave after being filtered by the filter unit,
The frequency characteristic of the filter unit is the same as the frequency f at any frequency f in the frequency range in a predetermined frequency range among frequencies lower than the center frequency of the ultrasonic wave transmitted by the transceiver unit. The ultrasonic sensor characterized in that the attenuation of the reflected wave received by the transmitting / receiving unit is higher than the frequency farther away from the center frequency.
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