JP2021162351A - 物体検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行する。【解決手段】本開示の一例としての物体検出システムは、互いに異なる識別情報が付与された複数の送信波を順次送信する送信部と、送信部により複数の送信波が全て送信された後に、物体での反射に応じて戻ってきた複数の送信波にそれぞれ対応した複数の受信波を順次受信する受信部と、複数の送信波と複数の受信波との関係に基づいて、物体に関する情報を検出する検出処理部と、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、物体検出システムに関する。

従来、送信波の送信、および物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信を超音波センサにより実行することで、たとえば物体までの距離のような、物体に関する情報を検出する技術が知られている。

特開２０１８−１７９７８２号公報

上記のような従来の技術では、送信波の送信が完了するタイミングと、受信波の受信が開始するタイミングとの間に、送信波が物体での反射に応じて戻ってくるのに要するある程度の時間を空ける必要がある。このため、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する場合、送信波を送信してからある程度の時間待機した上で受信波を受信するという一連の処理を複数回繰り返し実行する必要がある。

したがって、上記のような従来の技術では、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理を完了するまでの時間が長くなりやすい。しかしながら、このような処理は、より短時間で実行することが望まれる。

そこで、本開示の課題の一つは、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することが可能な物体検出システムを提供することである。

本開示の一例としての物体検出システムは、互いに異なる識別情報が付与された複数の送信波を順次送信する送信部と、送信部により複数の送信波が全て送信された後に、物体での反射に応じて戻ってきた複数の送信波にそれぞれ対応した複数の受信波を順次受信する受信部と、複数の送信波と複数の受信波との関係に基づいて、物体に関する情報を検出する検出処理部と、を備える。

上述した物体検出システムによれば、複数の送信波の送信をまとめて実行し、その後、複数の受信波の受信がまとめて実行されるので、１つの送信波を送信してからある程度の時間待機した上で１つの受信波を受信するという一連の処理を複数回繰り返し実行する場合に比べて、全ての送信波および受信波の送受信の完了に要する時間を短くすることができる。したがって、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することができる。

上述した物体検出システムにおいて、複数の送信波が第１の送信波および当該第１の送信波と異なる第２の送信波を含むとともに、複数の受信波が第１の送信波に対応した第１の受信波および第２の送信波に対応した第２の受信波を含む場合、送信部は、第１の送信波を送信した後、受信部により第１の受信波が受信される前に、第２の送信波を送信し、受信部は、送信部により第２の送信波が送信された後、第１の受信波を受信し、その後、第２の受信波を受信する。このような構成によれば、２つの送信波および２つの受信波の送受信を効率的に（より短時間で）実行することができる。

また、上述した物体検出システムにおいて、検出処理部は、複数の送信波の各々が送信されたタイミングと、複数の受信波の各々が受信されたタイミングと、の差に基づいて、物体に関する情報として、物体までの距離を検出する。このような構成によれば、物体までの距離を容易に検出することができる。

また、上述した物体検出システムにおいて、送信部および受信部は、音波を送受信可能な単一の振動子を含む送受信部として車載ソナーに一体的に搭載され、検出処理部は、車載ソナーに搭載される。このような構成によれば、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することができるという効果を車載ソナー単体で実現することができる。

また、上述した物体検出システムにおいて、送信部および受信部は、音波を送受信可能な単一の振動子を含む送受信部として車載ソナーに一体的に搭載され、検出処理部は、車載ソナーを制御する車載制御装置に搭載される。このような構成によれば、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することができるという効果を車載ソナーと車載制御装置とで分担して実現することができる。

また、上述した物体検出システムにおいて、車載ソナーが複数設けられており、送受信部は、車載ソナーごとに異なる識別情報が付与された複数の送信波および複数の受信波を送受信する。このような構成によれば、たとえば複数の送信波および複数の受信波の送受信を複数の車載ソナーにおいて同時に実行することが可能になるなど、複数の送信波および複数の受信波の送受信を様々な態様で柔軟に実行することができる。

図１は、実施形態にかかる物体検出システムを備えた車両を上方から見た外観を示した例示的かつ模式的な図である。 図２は、実施形態にかかるＥＣＵ（電子制御装置）および距離検出装置の概略的なハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図３は、実施形態にかかる距離検出装置が物体までの距離を検出するために利用する技術の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。 図４は、比較例にかかる送信波および受信波の送受信のタイミングの一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図５は、実施形態にかかる距離検出装置の詳細な構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図６は、実施形態にかかる送信波および受信波の送受信のタイミングの一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図７は、実施形態にかかる距離検出装置が実行する処理の流れを示した例示的なフローチャートである。

以下、本開示の実施形態および変形例を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

＜実施形態＞
図１は、実施形態にかかる物体検出システムを備えた車両１を上方から見た外観を示した例示的かつ模式的な図である。

以下に説明するように、実施形態にかかる物体検出システムは、超音波の送受信を行い、当該送受信の時間差などを取得することで、周囲に存在する人間を含む物体（たとえば後述する図２に示される障害物Ｏ）に関する情報を検出する車載センサシステムである。

より具体的に、図１に示されるように、実施形態にかかる物体検出システムは、車載制御装置としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００と、車載ソナーとしての距離検出装置２０１〜２０４と、を備えている。ＥＣＵ１００は、一対の前輪３Ｆと一対の後輪３Ｒとを含んだ四輪の車両１の内部に搭載されており、距離検出装置２０１〜２０４は、車両１の外装に搭載されている。

図１に示される例では、一例として、距離検出装置２０１〜２０４が、車両１の外装としての車体２の後端部（リヤバンパ）において、互いに異なる位置に設置されているが、距離検出装置２０１〜２０４の設置位置は、図１に示される例に制限されるものではない。たとえば、距離検出装置２０１〜２０４は、車体２の前端部（フロントバンパ）に設置されてもよいし、車体２の側面部に設置されてもよいし、後端部、前端部、および側面部のうち２つ以上に設置されてもよい。

なお、実施形態において、距離検出装置２０１〜２０４が有するハードウェア構成および機能は、それぞれ同一である。したがって、以下では、簡単化のため、距離検出装置２０１〜２０４を総称して距離検出装置２００と記載することがある。実施形態において、距離検出装置２００の個数は、図１に示されるような４つに制限されるものではない。

図２は、実施形態にかかるＥＣＵ１００および距離検出装置２００の概略的なハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。

図２に示されるように、ＥＣＵ１００は、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。より具体的に、ＥＣＵ１００は、入出力装置１１０と、記憶装置１２０と、プロセッサ１３０と、を備えている。

入出力装置１１０は、ＥＣＵ１００と外部（図１に示される例では距離検出装置２００）との間における情報の送受信を実現するためのインターフェースである。

記憶装置１２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などといった主記憶装置、およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などといった補助記憶装置を含んでいる。

プロセッサ１３０は、ＥＣＵ１００において実行される各種の処理を司る。プロセッサ１３０は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などといった演算装置を含んでいる。プロセッサ１３０は、記憶装置１２０に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、たとえば自動駐車などといった各種の機能を実現する。

一方、図２に示されるように、距離検出装置２００は、送受波器２１０と、制御部２２０と、を備えている。送受波器２１０は、「送受信部」の一例である。

送受波器２１０は、圧電素子などにより構成された振動子２１１を有しており、当該振動子２１１により、超音波の送受信を実行する。

より具体的に、送受波器２１０は、振動子２１１の振動に応じて発生する超音波を送信波として送信し、当該送信波として送信された超音波が外部に存在する物体で反射されて戻ってくることでもたらされる振動子２１１の振動を受信波として受信する。図２に示される例では、送受波器２１０からの超音波を反射する物体として、路面ＲＳ上に設置された障害物Ｏが例示されている。

なお、図２に示される例では、送信波の送信と受信波の受信との両方が単一の振動子２１１を有した単一の送受波器２１０により実現される構成が例示されている。しかしながら、実施形態の技術は、たとえば、送信波の送信用の第１の振動子と受信波の受信用の第２の振動子とが別々に設けられた構成のような、送信側の構成と受信側の構成とが分離された構成にも適用可能である。

制御部２２０は、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。より具体的に、制御部２２０は、入出力装置２２１と、記憶装置２２２と、プロセッサ２２３と、を備えている。

入出力装置２２１は、制御部２２０と外部（図１に示される例ではＥＣＵ１００および送受波器２１０）との間における情報の送受信を実現するためのインターフェースである。

記憶装置２２２は、ＲＯＭおよびＲＡＭなどといった主記憶装置、およびＨＤＤまたはＳＳＤなどといった補助記憶装置を含んでいる。

プロセッサ２２３は、制御部２２０において実行される各種の処理を司る。プロセッサ２２３は、たとえばＣＰＵなどといった演算装置を含んでいる。プロセッサ２２３は、記憶装置３３３に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、各種の機能を実現する。

ここで、実施形態にかかる距離検出装置２００は、いわゆるＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法と呼ばれる技術により、物体までの距離を検出する。以下に詳述するように、ＴＯＦ法とは、送信波が送信された（より具体的には送信され始めた）タイミングと、受信波が受信された（より具体的には受信され始めた）タイミングとの差を考慮して、物体までの距離を算出する技術である。

図３は、実施形態にかかる距離検出装置２００が物体までの距離を検出するために利用する技術の概要を説明するための例示的かつ模式的な図である。

より具体的に、図３は、実施形態にかかる距離検出装置２００が送受信する超音波の信号レベル（たとえば振幅）の時間変化をグラフ形式で例示的かつ模式的に示した図である。図３に示されるグラフにおいて、横軸は、時間に対応し、縦軸は、距離検出装置２００が送受波器２１０（振動子２１１）を介して送受信する信号の信号レベルに対応する。

図３に示されるグラフにおいて、実線Ｌ１１は、距離検出装置２００が送受信する信号の信号レベル、つまり振動子２１１の振動の度合の時間変化を表す包絡線の一例を表している。この実線Ｌ１１からは、振動子２１１がタイミングｔ０から時間Ｔａだけ駆動されて振動することで、タイミングｔ１で送信波の送信が完了し、その後タイミングｔ２に至るまでの時間Ｔｂの間は、慣性による振動子２１１の振動が減衰しながら継続する、ということが読み取れる。したがって、図３に示されるグラフにおいては、時間Ｔｂが、いわゆる残響時間に対応する。

実線Ｌ１１は、送信波の送信が開始したタイミングｔ０から時間Ｔｐだけ経過したタイミングｔ４で、振動子２１１の振動の度合が、一点鎖線Ｌ２１で表される所定の閾値Ｔｈ１を超える（または以上になる）ピークを迎える。この閾値Ｔｈ１は、振動子２１１の振動が、検知対象の物体（たとえば図２に示される障害物Ｏ）により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものか、または、検体対象外の物体（たとえば図２に示される路面ＲＳ）により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものか、を識別するために予め設定された値である。

なお、図３には、閾値Ｔｈ１が時間経過によらず変化しない一定値として設定された例が示されているが、実施形態において、閾値Ｔｈ１は、時間経過とともに変化する値として設定されてもよい。

ここで、閾値Ｔｈ１を超えた（または以上の）ピークを有する振動は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものだとみなすことができる。一方、閾値Ｔｈ１以下の（または未満の）ピークを有する振動は、検知対象外の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものだとみなすことができる。

したがって、実線Ｌ１１からは、タイミングｔ４における振動子２１１の振動が、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信によってもたらされたものである、ということが読み取れる。

なお、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ４以降で、振動子２１１の振動が減衰している。したがって、タイミングｔ４は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信が完了したタイミング、換言すればタイミングｔ１で最後に送信された送信波が受信波として戻ってくるタイミング、に対応する。

また、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ４におけるピークの開始点としてのタイミングｔ３は、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波の受信が開始したタイミング、換言すればタイミングｔ０で最初に送信された送信波が受信波として戻ってくるタイミング、に対応する。したがって、実線Ｌ１１においては、タイミングｔ３とタイミングｔ４との間の時間ΔＴが、送信波の送信時間としての時間Ｔａと等しくなる。

上記を踏まえて、ＴＯＦ法により検知対象の物体までの距離を求めるためには、送信波が送信され始めたタイミングｔ０と、受信波が受信され始めたタイミングｔ３と、の間の時間Ｔｆを求めることが必要となる。この時間Ｔｆは、タイミングｔ０と、受信波の信号レベルが閾値Ｔｈ１を超えたピークを迎えるタイミングｔ４と、の差分としての時間Ｔｐから、送信波の送信時間としての時間Ｔａに等しい時間ΔＴを差し引くことで求めることができる。

送信波が送信され始めたタイミングｔ０は、距離検出装置２００が動作を開始したタイミングとして容易に特定することができ、送信波の送信時間としての時間Ｔａは、設定などによって予め決められている。したがって、ＴＯＦ法により検知対象の物体までの距離を求めるためには、結局のところ、受信波の信号レベルが閾値Ｔｈ１を超えたピークを迎えるタイミングｔ４を特定することが重要となる。そして、当該タイミングｔ４を特定するためには、送信波と、検知対象の物体により反射されて戻ってきた送信波としての受信波と、の対応関係を精度良く検出することが重要となる。

ところで、上記のような技術を用いて物体に関する情報を検出する場合、従来の考え方では、送信波の送信が完了するタイミングと、受信波の受信が開始するタイミングとの間に、送信波が物体での反射に応じて戻ってくるのに要するある程度の時間を空ける必要がある。したがって、従来の考え方では、たとえば次の図４に示される比較例のように、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する場合、送信波を送信してからある程度の時間待機した上で受信波を受信する、という一連の処理を複数回繰り返し実行する必要がある。

図４は、比較例にかかる送信波および受信波の送受信のタイミングの一例を示した例示的かつ模式的な図である。

図４に示されるように、比較例は、送信波および受信波の送受信を、従来の考え方に基づいて２回実行する。より具体的に、比較例は、まず、タイミングｔ４１で送信波ＴＷ４１の送信を開始し、当該送信波ＴＷ４１の送信が完了してから所定の時間Ｔ４０１待機した上で、送信波ＴＷ４１に対応した受信波ＲＷ４１の受信を開始する。そして、比較例は、受信波ＲＷ１の受信が完了した後のタイミングｔ４２で、次の送信波ＴＷ４２の送信を開始し、当該送信波ＴＷ４２の送信が完了してから所定の時間Ｔ４０２待機した上で、送信波ＴＷ４２に対応した受信波ＲＷ４２の受信を開始する。

このように、従来の考え方では、全ての送信波および受信波の送受信を完了するために必要な待機時間が多くなるので、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理を完了するのに時間が長くなりやすい。しかしながら、このような処理は、より短時間で実行することが望まれる。

そこで、実施形態は、距離検出装置２００を以下のように構成することで、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することを実現する。

図５は、実施形態にかかる距離検出装置２００の詳細な構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。

なお、図５には、送信側の構成と受信側の構成とが分離された状態で図示されているが、このような図示の態様は、あくまで説明の便宜のためのものである。したがって、実施形態では、前述したように、送信波の送信と受信波の受信との両方が単一の送受波器２１０により実現される。ただし、前述の繰り返しになるが、実施形態の技術は、送信側の構成と受信側の構成とが分離された構成にも適用可能である。

また、実施形態において、図５に示される構成のうち少なくとも一部は、ハードウェアとソフトウェアとの協働の結果、より具体的には、距離検出装置２００のプロセッサ２２３が記憶装置２２２からコンピュータプログラムを読み出して実行した結果として実現される。ただし、実施形態では、図５に示される構成のうち少なくとも一部が、専用のハードウェア（回路：ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）によって実現されてもよい。

また、実施形態において、図５に示される各構成は、距離検出装置２００自身の制御部２２０による制御のもとで動作してもよいし、外部のＥＣＵ１００による制御のもとで動作してもよい。

まず、距離検出装置２００の送信側の構成について説明する。

図５に示されるように、距離検出装置２００は、送信側の構成として、送波器５１１と、符号生成部５１２と、搬送波出力部５１３と、乗算器５１４と、増幅回路５１５と、を備えている。送波器５１１は、「送信部」の一例である。

送波器５１１は、前述した振動子２１１によって構成され、当該振動子２１１により、増幅回路５１５から出力される（増幅された）送信信号に応じた送信波を送信する。

ここで、実施形態において、符号生成部５１２、搬送波出力部５１３、乗算器５１４、および増幅回路５１５は、送波器５１１を用いて、互いに異なる識別情報が付与された複数の送信波を順次送信する送信処理部として機能する。以下では、一例として、送信処理部が複数の送信波として第１の送信波と第２の送信波との２つの送信波を送信する例について説明する。

符号生成部５１２は、たとえば０または１のビットの連続からなるビット列の符号に対応した信号（パルス信号）を、第１の送信波および第２の送信波にそれぞれ対応するように２種類生成する。なお、ビット列の長さは、送信信号に付与される識別情報の符号長に対応する。符号長は、たとえば図１に示される４つの距離検出装置２００の各々から送信される２種類の送信波を互いに識別可能な程度の長さに設定される。

搬送波出力部５１３は、識別情報を付与する対象の信号としての搬送波を出力する。

乗算器５１４は、符号生成部５１２からの出力と、搬送波出力部５１３からの出力と、を乗算することで、識別情報を付与するように搬送波を変調する。そして、乗算器５１４は、識別情報が付与された変調後の搬送波を、送信波のもととなる送信信号として、増幅回路５１５に出力する。なお、実施形態において、変調方式は、たとえば振幅変調方式や位相変調方式などといった、一般的によく知られた複数の変調方式の単独または２以上の組み合わせが用いられうる。

増幅回路５１５は、乗算器５１４から出力される送信信号を増幅し、増幅後の送信信号を送波器４１１に出力する。

このような構成により、実施形態において、符号生成部５１２、搬送波出力部５１３、乗算器５１４、および増幅回路５１５は、送波器５１１を用いて、第１の識別情報が付与された第１の送信波と、第２の識別情報が付与された第２の送信波と、を順次送信する。なお、第１の送信波および第２の送信波の送信タイミングについては、後で詳細に説明するため、ここではこれ以上の説明を省略する。

次に、距離検出装置２００の受信側の構成について説明する。

図５に示されるように、距離検出装置２００は、受信側の構成として、受波器５２１と、増幅回路５２２と、フィルタ処理部５２３と、複数（図５では２つ）の信号処理系統５２５Ａおよび５２５Ｂと、を備えている。受波器５２１は、「受信部」の一例である。

受波器４２１は、前述した振動子２１１によって構成され、当該振動子２１１により、物体により反射された送信波を受信波として受信する。

前述したように、実施形態では、第１の送信波と第２の送信波との２つの送信波が送信される。したがって、受波器４２１は、第１の送信波に対応した第１の受信波と第２の送信波に対応した第２の受信波との２つの受信波を受信する。

ここで、実施形態では、２つの送信波（第１の送信波および第２の送信波）の送信と、２つの受信波（第１の受信波および第２の受信波）の受信とが、次の図６に示されるようなタイミングで実行される。

図６は、実施形態にかかる送信波および受信波の送受信のタイミングの一例を示した例示的かつ模式的な図である。

図６に示されるように、実施形態では、まず、タイミングｔ６１で、第１の送信波としての送信波ＴＷ６１の送信が開始される。そして、送信波ＴＷ１の送信が完了に応じたタイミングｔ６２で、第２の送信波としての送信波ＴＷ６２の送信が開始される。

そして、送信波ＴＷ６２の送信が完了し、送信波ＴＷ１の送信が完了してから所定の時間Ｔ６０１が経過することに応じて、送信波ＴＷ６１に対応した第１の受信波としての受信波ＲＷ６１の受信が開始される。そして、受信波ＲＷ６１の受信が完了し、送信波ＴＷ２の送信が完了してから所定の時間Ｔ６０２が経過することに応じて、送信波ＴＷ６２に対応した第２の受信波としての受信波ＲＷ６２の受信が開始される。

このように、実施形態では、第１の送信波の送信と第１の受信波の受信との間の待機時間が第２の送信波の送信に利用される。そして、第１の受信波の受信に、第２の送信波の送信と第２の受信波の受信との間の待機時間が利用される。したがって、実施形態によれば、複数の送信波および複数の受信波の連続的な送受信をより短時間で（より効率的に）実行することが可能である。

図５に戻り、増幅回路４２２は、受波器４２１を介して受信される受信波に応じた信号としての受信信号を増幅する。なお、受波器４２１を介して受信される受信波は、タイミングに応じて、第１の受信波および第２の受信波のうちいずれか一方となる。

フィルタ処理部４２３は、増幅回路４２２により増幅された受信信号にフィルタリング処理を施す。このフィルタリング処理には、ノイズの抑制およびドップラーシフトの補正などが含まれる。

増幅回路５２２およびフィルタ処理部５２３は、受波器５２１を用いて受信波を受信する受信処理部として機能する。受波器５２１を用いて受信された受信波に基づく受信信号は、信号処理系統５２５Ａおよび５２５Ｂに受け渡される。

信号処理系統５２５Ａおよび５２５Ｂは、いずれも、相関処理部５２６と、包絡線処理部５２７と、閾値処理部５２８と、検出処理部５２９と、を備えている。これらの構成に基づき、信号処理系統５２５Ａおよび５２５Ｂは、受波器４２１を介して受信される受信波と送波器５１１を介して送信される送信波との関係と特定する機能と、特定された当該関係に基づいて、物体に関する情報を検出する機能と、を実現する。

相関処理部５２６は、送信側の構成から取得される送信信号と、フィルタ処理部５２３によるフィルタリング処理を経た受信信号と、に基づいて、送信波と受信波との識別情報の類似度に対応した相関値を取得する。相関値は、一般的によく知られた相関関数などに基づいて算出される。

そして、包絡線処理部５２７は、相関処理部５２６により取得された相関値に対応した信号の波形の包絡線を求める。

そして、閾値処理部５２８は、包絡線処理部５２７により求められた包絡線の値と、所定の閾値と、を比較し、比較結果に基づいて、送信波と受信波との識別情報が所定以上のレベルで類似するか否かを判定する。

そして、検出処理部５２９は、閾値処理部５２８による処理結果に基づいて、送信波と受信波との識別情報の類似度が所定以上のレベルとなるタイミング、すなわち反射により戻ってきた送信波としての受信波の信号レベルが閾値を超えたピークを迎えるタイミング（たとえば図２に示されるタイミングｔ４）を特定し、ＴＯＦ法により、物体までの距離を検出する。

ここで、実施形態において、信号処理系統５２５Ａの相関処理部５２６は、第１の送信波に対応した送信信号を利用して相関値を取得し、信号処理系統５２５Ｂの相関処理部５２６は、第２の送信波に対応した送信信号を利用して相関値を取得するように構成されている。このため、信号処理系統５２５Ａの相関処理部５２６により取得される相関値は、第１の送信波に対する類似性を反映した値であり、信号処理系統５２５Ｂの相関処理部５２６により取得される相関値は、第２の送信波に対する類似性を反映した値である。

したがって、実施形態において、信号処理系統５２５Ａの検出処理部５２９は、反射により戻ってきた第１の送信波としての第１の受信波の信号レベルが閾値を超えたピークを迎えるタイミングを特定し、信号処理系統５２５Ｂの検出処理部５２９は、反射により戻ってきた第２の送信波としての第２の受信波の信号レベルが閾値を超えたピークを迎えるタイミングを特定する。これにより、２つの送信波および当該２つの送信波に対応した２つの受信波の連続的な送受信に基づいて、物体に関する情報の連続的な検出を実現することができる。

以上の構成に基づき、実施形態にかかる距離検出装置２００は、次の図７に示されるような流れで処理を実行することで、物体に関する情報を検出する。

図７は、実施形態にかかる距離検出装置２００が実行する処理の流れを示した例示的なフローチャートである。

図７に示されるように、実施形態では、まず、Ｓ７０１において、距離検出装置２００は、送波器５１１を用いて、所定の識別情報が付与された第１の送信波を送信する。

そして、Ｓ７０２において、距離検出装置２００は、Ｓ７０１における第１の送信波の送信の完了に応じて、送波器５１１を用いて、第１の送信波とは異なる識別情報が付与された第２の送信波を送信する。

そして、Ｓ７０３において、距離検出装置２００は、Ｓ７０２における第２の送信波の送信の完了に応じて、受波器５２１を用いて、物体での反射により戻ってきた第１の送信波としての第１の受信波を送信する。

そして、Ｓ７０４において、距離検出装置２００は、Ｓ７０３における第１の受信波の受信の完了に応じて、受波器５２１を用いて、物体での反射により戻ってきた第２の送信波としての第２の受信波を送信する。

そして、Ｓ７０５において、距離検出装置２００は、Ｓ７０１で送信された第１の送信波とＳ７０３で受信された第１の受信波との関係に基づいて、物体までの距離を検出し、Ｓ７０２で送信された第２の送信波とＳ７０４で受信された第２の受信波との関係に基づいて、物体までの距離を検出する。そして、処理が終了する。

なお、図７には、説明の便宜上、第１の受信波の受信と第２の受信波の受信との両方の完了に応じて距離の検出が実行される例が図示されているが、実施形態では、第１の送信波と第１の受信波との関係に基づく距離の検出が、第１の受信波の受信の完了後、第２の受信波の受信が完了しているか否かに関わらず速やかに実行されてもよい。

以上説明したように、実施形態にかかる物体検出システムは、送波器５１１と、受波器５２１と、検出処理部５２９と、を備えている。送波器５１１は、互いに異なる識別情報が付与された複数の送信波を順次送信する。受波器５２１は、送波器５１１により複数の送信波が全て送信された後に、物体での反射に応じて戻ってきた複数の送信波にそれぞれ対応した複数の受信波を順次受信する。検出処理部５２９は、複数の送信波と複数の受信波との関係に基づいて、物体に関する情報を検出する。

上記のような構成によれば、複数の送信波の送信をまとめて実行し、その後、複数の受信波の受信がまとめて実行されるので、１つの送信波を送信してからある程度の時間待機した上で１つの受信波を受信するという一連の処理を複数回繰り返し実行する場合に比べて、全ての送信波および受信波の送受信の完了に要する時間を短くすることができる。したがって、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することができる。

たとえば、実施形態において、複数の送信波は、第１の送信波および当該第１の送信波と異なる第２の送信波であり、複数の受信波は、第１の送信波に対応した第１の受信波および第２の送信波に対応した第２の受信波である。この場合、送波器５１１は、第１の送信波を送信した後、受波器５２１により第１の受信波が受信される前に、第２の送信波を送信し、受波器５２１は、送波器５１１により第２の送信波が送信された後、第１の受信波を受信し、その後、第２の受信波を受信する。このような構成によれば、２つの送信波および２つの受信波の送受信を効率的に（より短時間で）実行することができる。

なお、実施形態において、検出処理部５２９は、複数の送信波の各々が送信されたタイミングと、複数の受信波の各々が受信されたタイミングと、の差に基づいて、物体に関する情報として、物体までの距離を検出する。このような構成によれば、物体までの距離を容易に検出することができる。

また、実施形態において、送波器５１１および受波器５２１は、音波を送受信可能な単一の振動子２１１を含む送受波器２１０として、車載ソナーとしての距離検出装置２００に一体的に搭載されており、検出処理部５２９も、距離検出装置２００に搭載されている。このような構成によれば、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することができるという効果を距離検出装置２００単体で実現することができる。

また、実施形態において、車載ソナーとしての距離検出装置２００は、複数設けられている。そして、送受波器２１０は、距離検出装置２００ごとに異なる識別情報が付与された複数の送信波および複数の受信波を送受信する。このような構成によれば、たとえば複数の送信波および複数の受信波の送受信を複数の距離検出装置２００において同時に実行することが可能になるなど、複数の送信波および複数の受信波の送受信を様々な態様で柔軟に実行することができる。

＜変形例＞
なお、上述した実施形態では、本開示の技術が、超音波の送受信によって物体に関する情報を検知する構成に適用されているが、本開示の技術は、超音波以外の波動としての、音波、ミリ波、および電磁波などの他の波動の送受信によって物体に関する情報を検知する構成にも適用することが可能である。

また、上述した実施形態では、本開示の技術を適用する対象として、物体までの距離を検出する距離検出装置が例示されているが、本開示の技術は、物体に関する情報として、物体の有無のみを検出する物体検出装置にも適用可能である。

また、上述した実施形態では、物体に関する情報を検出する検出処理部が車載ソナーとしての物体検出装置に搭載された構成が例示されているが、検出処理部は、車載ソナーを制御する車載制御装置に搭載されていてもよい。このような構成によれば、物体に関する情報の検出を連続的に複数回実行する処理をより短時間で実行することができるという効果を車載ソナーと車載制御装置とで分担して実現することができる。

また、上述した実施形態では、簡単化のため、２つの送信波および当該２つの送信波に対応した２つの受信波が連続的に送受信される構成についてのみ具体的に例示されている。しかしながら、本開示の技術は、３つ以上の送信波および当該３つ以上の送信波に対応した３つ以上の受信波が連続的に送受信される構成にも適用可能である。この構成においても、上述した実施形態と同様の技術的思想で、全ての送信波の送信が完了した後に、受信波の受信が開始する。

以上、本開示の実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態および変形例は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ ＥＣＵ（車載制御装置）
２００、２０１、２０２、２０３、２０４ 距離検出装置（車載ソナー）
２１０ 送受波器（送受信部）
２１１ 振動子
５１１ 送波器（送信部）
５２１ 受波器（受信部）
５２９ 検出処理部

Claims (6)

1. 互いに異なる識別情報が付与された複数の送信波を順次送信する送信部と、
   前記送信部により前記複数の送信波が全て送信された後に、物体での反射に応じて戻ってきた前記複数の送信波にそれぞれ対応した複数の受信波を順次受信する受信部と、
   前記複数の送信波と前記複数の受信波との関係に基づいて、前記物体に関する情報を検出する検出処理部と、
   を備える、物体検出システム。
2. 前記複数の送信波が第１の送信波および当該第１の送信波と異なる第２の送信波を含むとともに、前記複数の受信波が前記第１の送信波に対応した第１の受信波および前記第２の送信波に対応した第２の受信波を含む場合、
   前記送信部は、前記第１の送信波を送信した後、前記受信部により前記第１の受信波が受信される前に、前記第２の送信波を送信し、
   前記受信部は、前記送信部により前記第２の送信波が送信された後、前記第１の受信波を受信し、その後、前記第２の受信波を受信する、
   請求項１に記載の物体検出システム。
3. 前記検出処理部は、前記複数の送信波の各々が送信されたタイミングと、前記複数の受信波の各々が受信されたタイミングと、の差に基づいて、前記物体に関する情報として、前記物体までの距離を検出する、
   請求項１または２に記載の物体検出システム。
4. 前記送信部および前記受信部は、音波を送受信可能な単一の振動子を含む送受信部として車載ソナーに一体的に搭載され、
   前記検出処理部は、前記車載ソナーに搭載される、
   請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の物体検出システム。
5. 前記送信部および前記受信部は、音波を送受信可能な単一の振動子を含む送受信部として車載ソナーに一体的に搭載され、
   前記検出処理部は、前記車載ソナーを制御する車載制御装置に搭載される、
   請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の物体検出システム。
6. 前記車載ソナーは、複数設けられており、
   前記送受信部は、前記車載ソナーごとに異なる識別情報が付与された前記複数の送信波および前記複数の受信波を送受信する、
   請求項４または５に記載の物体検出システム。

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