JP7456248B2 - 物体検出装置、および物体検出システム - Google Patents

物体検出装置、および物体検出システム Download PDF

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Description

本開示は、物体検出装置、および物体検出システムに関する。
従来、送信波と、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、の相関値を取得（算出）し、当該相関値に基づいて、送信波と受信波との類似度が所定以上のレベルであるか否かを判定し、判定結果に基づいて、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法などにより、物体に関する情報の一つとしての物体までの距離を検出する技術が知られている。
特開２００５－２４９７７０号公報
上記のような従来の技術においては、検出対象外の物体による反射に起因して発生するクラッタの影響を回避しながら、検出対象の物体に関する情報をより精度良く検出することが望まれている。
そこで、本開示の課題の一つは、検出対象の物体に関する情報をより精度良く検出することが可能な物体検出装置、および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装置は、他の物体検出装置が有する他の送信部と実質的に同時に送信波を送信する送信部と、送信部により送信された送信波と他の送信部により送信された他の送信波とが物体での反射に応じて戻ってきた結果に対応した複数の波動を含む受信波を受信する受信部と、受信波に含まれる複数の波動の送信元を識別する識別部と、識別部および他の物体検出装置が有する他の識別部による識別結果に基づいて特定される、他の物体検出装置が有する他の送信部により送信されて受信部により受信された第１の波動を示す第１の波形の第１のピークと、送信部により送信されて他の物体検出装置が有する他の受信部により受信された第２の波動を示す第２の波形の第２のピークと、の対応関係に基づいて、物体に関する情報を検出する検出部と、を備える。
上述した物体検出装置によれば、伝播距離が実質的に等しい伝播経路に沿って伝播する２種類の波動を示す２種類の波形には、クラッタに対応したピークがランダムに表れる一方、検出対象の物体での反射に対応したピークは、２種類の波形の時系列を逆にしたときに実質的に同じタイミングで表れることになる。したがって、第１のピークと第２のピークとの対応関係によれば、クラッタの影響を回避しながら、検出対象の物体に関する情報をより精度良く検出することができる。
上述した物体検出装置において、検出部は、第１の波動の信号レベルの所定区間における第１のエンベロープ波形としての第１の波形が有する第１のピークと、第２の波動の信号レベルの所定区間における第２のエンベロープ波形としての第２の波形が有する第２のピークと、の対応関係に基づいて、物体に関する情報を検出する。このような構成によれば、エンベロープ波形のピーク同士の対応関係を考慮して、検出対象の物体に関する情報をより精度良くかつ容易に検出することができる。
この場合において、検出部は、第１のエンベロープ波形における所定区間の開始から第１のピークが表れるまでの区間長と、第２のエンベロープ波形における第２のピークが表れてから所定区間の終了までの区間長と、の差が所定の範囲内である第１のピークおよび第２のピークのうち少なくとも一方に基づいて、物体に関する情報を検出する。このような構成によれば、所定の範囲内の誤差を考慮して、検出対象の物体での反射を示す第１のピークおよび第２のピークを適切に特定することができる。
また、この場合において、検出部は、第１のエンベロープ波形および第２のエンベロープ波形における信号レベルがノイズに対応した所定の閾値以上となっているピークを、第１のピークおよび第２のピークとして特定する。このような構成によれば、ノイズの影響を排除した上で、条件を満たす第１のピークおよび第２のピークを容易に特定することができる。
上述した物体検出装置において、送信部は、送信波を、物体検出装置を識別するための識別情報を含むように所定の変調方式で変調した上で送信し、識別部は、受信波を所定の変調方式に対応した復調方式で復調した結果に基づいて、受信波に含まれる複数の波動の送信元を識別する。このような構成によれば、受信波に含まれる複数の波動の送信元の識別を容易に行うことができる。
また、上述した物体検出装置において、物体検出装置は、物体に関する情報として路面上のオブジェクトまでの距離を検出する車載ソナーとして構成される。このような構成によれば、クラッタの影響を回避しながら路面上のオブジェクトまでの距離をより精度良く検出することが望まれる車載ソナーに本開示の技術を適用することができる。
本開示の他の一例としての物体検出システムは、他の物体検出装置が有する他の送信部と実質的に同時に送信波を送信する送信部と、当該送信部により送信された送信波と他の送信部により送信された他の送信波とが物体での反射に応じて戻ってきた結果に対応した複数の波動を含む受信波を受信する受信部と、受信波に含まれる複数の波動の送信元を識別する識別部と、を各々が有する複数の物体検出装置と、複数の物体検出装置の各々の識別部による識別結果に基づいて特定される、複数の物体検出装置のうち第１の物体検出装置の送信部により送信されて複数の物体検出装置のうち第１の物体検出装置とは異なる第２の物体検出装置により受信された第１の波動と、第２の物体検出装置の送信部により送信されて第１の物体検出装置の受信部により受信された第２の波動と、の対応関係に基づいて、物体に関する情報を検出する検出部と、を備える。
上述した物体検出システムによれば、伝播距離が実質的に等しい伝播経路に沿って伝播する第１の波動および第２の波動には、クラッタに対応した変化がランダムに表れる一方、検出対象の物体での反射に対応した変化は、第１の波動と第２の波動とで時系列を逆にしたときに実質的に同じタイミングで表れることになる。したがって、第１の波動と第２の波動との対応関係によれば、クラッタの影響を回避しながら、検出対象の物体に関する情報をより精度良く検出することができる。
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、実施形態にかかる物体検出システムのＥＣＵ（電子制御装置）および物体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、実施形態にかかる物体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、実施形態にかかる物体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５は、実施形態において特定されうる超音波の伝播経路のペアの一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図６は、実施形態において特定されうる音波の伝播経路の複数のペアの一例を示した例示的かつ模式的な図である。 図７は、実施形態においてクラッタの影響を回避しながら検出対象の物体に関する情報を精度良く検出するための方法を説明するための例示的かつ模式的な図である。 図８は、実施形態にかかる物体検出装置が物体に関する情報を検出するために実行する一連の処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。 図９は、実施形態の変形例にかかる物体検出システムの構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、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。
図１に示されるように、物体検出システムは、一対の前輪３Ｆと一対の後輪３Ｒとを含んだ四輪の車両１の内部に搭載されたＥＣＵ（電子制御装置）１００と、車両１の外装に搭載された物体検出装置２０１～２０４と、を備えている。
図１に示される例では、一例として、物体検出装置２０１～２０４が、車両１の外装としての車体２の後端のたとえば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。
ここで、実施形態において、物体検出装置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、物体検出装置２０１～２０４を総称して物体検出装置２００と記載することがある。
なお、実施形態において、物体検出装置２００の設置位置は、図１に示される例に限られるものではない。物体検出装置２００は、車体２の前端のたとえばフロントバンパに設置されてもよいし、車体２の側面に設置されてもよいし、リヤバンパ、フロントバンパ、および側面のうち２つ以上に設置されてもよい。また、実施形態では、物体検出装置２００の個数も、図１に示される例に限られるものではない。ただし、実施形態の技術は、物体検出装置２００が複数存在する構成に有効である。
実施形態にかかる物体検出システムは、以下に説明するような構成に基づき、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に示されるオブジェクトＯ）に関する情報を検出する。
図２は、実施形態にかかる物体検出システムのＥＣＵ１００および物体検出装置２００の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に示される例では物体検出装置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）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などといった主記憶装置、および／または、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や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、たとえば駐車支援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、物体検出装置２００は、送受信部２１０と、制御部２２０と、を備えている。これらの構成により、物体検出装置２００は、外部に存在する物体までの距離を検出する車載センサの一例としての車載ソナーとして構成される。
送受信部２１０は、圧電素子などの振動子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現する。
より具体的に、送受信部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、送受信部２１０からの超音波を反射しうる物体として、路面ＲＳと、当該路面ＲＳ上に設置されたオブジェクト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信部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当然に適用可能である。
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および送受信部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やＲＡＭなどといった主記憶装置、および／または、ＨＤＤや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、実施形態にかかる物体検出装置２００は、いわゆるＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法と呼ばれる技術により、物体に関する情報として、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、実施形態にかかる物体検出装置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。
図３に示される例では、実施形態にかかる物体検出装置２００が送受信する超音波の信号レベル（たとえば振幅）の時間変化がグラフ形式で表されている。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、物体検出装置２００が送受信部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、物体検出装置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（エンベロープ波形）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Ｔ２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を超えた（または以上の）ピークを迎える。この閾値Ｔｈ１は、振動子２１１の振動が、検出対象の物体（たとえば図２に示されるオブジェクト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、検出対象外の物体（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、検出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、検出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、検出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、検出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、検出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法により検出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、物体検出装置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法により検出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。
ここで、上述したようなＴＯＦ法に基づく検出においては、検出対象外の物体による反射に起因して発生するクラッタと呼ばれるノイズの影響を回避しながら、検出対象の物体に関する情報をより精度良く検出することが望まれている。
そこで、実施形態は、物体検出装置２００を以下のように構成することで、検出対象の物体に関する情報をより精度良く検出することを実現する。
図４は、実施形態にかかる物体検出装置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。
図４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、送信側の構成として、複数（一例として３つ）の送信部４０１、４０３、および４０５を有しているとともに、受信側の構成として、複数（一例として３つ）の受信部４０２、４０４、および４０６を有している。
なお、図４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、図４に示される例では、たとえば、送信部４０１と受信部４０２との組み合わせと、送信部４０３と受信部４０４との組み合わせと、送信部４０５と受信部４０６との組み合わせとが、それぞれ１つの物体検出装置２００を構成する。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当然に適用可能である。
また、図４には、送信側の構成と受信側の構成とがそれぞれ３つずつ図示されているが、実施形態では、図１に示される４つの物体検出装置２００に対応するように、送信側の構成と受信側の構成とがさらに１つずつ設けられうる。
また、実施形態において、図４に示される構成の少なくとも一部は、専用のハードウェア（回路）によって実現され、残りの部分は、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、物体検出装置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うる。
まず、物体検出装置２００の送信側の構成について説明する。
図４に示されるように、送信部４０１は、送波器４１１と、符号生成部４１２と、搬送波出力部４１３と、乗算器４１４と、増幅回路４１５と、を備えている。
また、送信部４０３および４０５は、送波器４１１と同様の送波器４３１および４５１をそれぞれ備えている。図４では、送波器４３１および４５１以外の図示がスペースの都合で省略されているが、送信部４０３および４０５は、送波器４３１および４５１以外においても、送信部４０１と同様の構成を備えている。
送波器４１１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４１５から出力される（増幅後の）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、送波器４１１は、たとえばＥＣＵ１００の制御のもとで、他の物体検出装置２００の送波器４３１および４５１と実質的に同時に送信波を送信するように構成される。したがって、実施形態では、受信波として戻ってきた送信波の送信元を何らかの方法で特定することが必要となる。
そこで、実施形態では、符号生成部４１２、搬送波出力部４１３、および乗算器４１４が、物体検出装置２００ごとの識別情報を付与するように符号化された送信波を送波器４１１に送信させることを実現するための構成として機能する。
すなわち、図４に戻り、符号生成部４１２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）を生成する。このビット列の長さは、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、図１に示されるような４つの物体検出装置２００が設けられた構成において、少なくとも４つの物体検出装置２００を互いに識別可能な程度に設定される。
搬送波出力部４１３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４１４は、符号生成部４１２からの出力と、搬送波出力部４１３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４１４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４１５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４１５は、乗算器４１４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。
次に、物体検出装置２００の受信側の構成について説明する。
図４に示されるように、受信部４０２は、受波器４２１と、増幅回路４２２と、フィルタ処理部４２３と、識別部４２４と、複数（一例として３つ）の信号処理系統４２５Ａ～４２５Ｃと、を備えている。
また、受信部４０４および４０６は、受波器４２１と同様の受波器４４１および４６１をそれぞれ備えている。図４では、受波器４４１および４６１以外の図示がスペースの都合で省略されているが、受信部４０４および４０６は、受波器４４１および４６１以外においても、受信部４０２と同様の構成を備えている。
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。
増幅回路４２２は、受波器４２１が受信した受信波に応じた信号としての受信信号を増幅する。
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し、ノイズを抑制する。
ここで、実施形態では、前述したように、複数の送波器４１１、４３１、および４５１から複数の送信波が実質的に同時に送信されている。このため、受波器４２１により受信される受信波は、複数の送波器４１１、４３１、および４５１から送信された複数の送信波に対応する複数の波動を含んでおり、結果として、フィルタ処理部４２３からの出力も、当該複数の波動に対応した複数の信号を含んでいる。
そこで、識別部４２４は、フィルタ処理部４２３による処理を経た信号を、送信側の構成において実施された変調方式に対応した復調方式で復調し、復調の結果として得られる識別情報に基づいて、受波器４２１により受信された受信波に含まれる複数の波動の送信元を識別する。
識別部４２４の識別結果によれば、たとえば次の図５に示されるような、ＴＯＦ、つまり伝播距離が実質的に等しい超音波の伝播経路のペアを特定することができる。
図５は、実施形態において特定されうる超音波の伝播経路のペアの一例を示した例示的かつ模式的な図である。
図５に示される例において、物体検出装置５０１から送信された超音波は、オブジェクトＯでの反射に応じた折り返しを含む矢印Ａ５０１で示される伝播経路に沿って伝播し、物体検出装置５０２により受信される。また、物体検出装置５０２から送信された超音波は、矢印Ａ５０１と実質的に同じ長さで逆向きの矢印Ａ５０２で示される伝播経路に沿って伝播し、物体検出装置５０１により受信される。
なお、図５には、最も簡単な例として、伝播距離が実質的に伝播経路のペアが２つの物体検出装置２００間で１つだけ構成された例が図示されている。しかしながら、実施形態では、前述したように、物体検出装置２００が３つ以上（図１に示される例では４つ）設けられている。この場合、伝播距離が実質的に等しい伝播経路のペアは、次の図６に示されるように、物体検出装置２００間で複数構成されうる。
図６は、実施形態において特定されうる超音波の伝播経路の複数のペアの一例を示した例示的かつ模式的な図である。
図６に示される例では、物体検出装置６０１からオブジェクトＯでの反射を経て物体検出装置６０３に向かう矢印Ａ６１３で示される伝播経路と、物体検出装置６０３からオブジェクトＯでの反射を経て物体検出装置６０１に向かう矢印Ａ６３１と、が１つのペアとなる。また、物体検出装置６０２からオブジェクトＯでの反射を経て物体検出装置６０３に向かう矢印Ａ６２３で示される伝播経路と、物体検出装置６０３からオブジェクトＯでの反射を経て物体検出装置６０２に向かう矢印Ａ６３２と、が１つのペアとなる。
なお、簡単化のため図示は省略されているが、図６に示される例では、上記の２つのペアの他、物体検出装置６０１からオブジェクトＯでの反射を経て物体検出装置６０２に向かう超音波の伝播経路と、物体検出装置６０２からオブジェクトＯでの反射を経て物体検出装置６０１に向かう超音波の伝播経路とも、１つのペアとなりうる。
このように、物体検出装置２００が３つ（４つ以上の場合も同様の発想で類推可能）設けられた構成においては、伝播距離が実質的に等しい伝播経路のペアが複数構成される。
伝播距離が実質的に等しい伝播経路のペアに着目すると、次の図７に示されるような方法により、クラッタの影響を回避しながら検出対象の物体に関する情報を精度良く検出することができる。
図７は、実施形態においてクラッタの影響を回避しながら物体に関する情報を精度良く検出するための方法を説明するための例示的かつ模式的な図である。
図７に示される例は、伝播距離が互いに等しい伝播経路のペアを構成するという条件を満たす２つの物体検出装置２００の各々において受信される受信波の信号レベルのエンベロープ波形の対応関係を表している。より具体的に、図７に示される例において、上側の実線Ｌ７１０は、一方の物体検出装置２００において受信される受信波の信号レベルのエンベロープ波形に対応し、下側の実線Ｌ７２０は、他方の物体検出装置２００においた受信される受信波の信号レベルのエンベロープ波形に対応する。以下では、実線Ｌ７１０で示される波形を第１のエンベロープ波形と表現し、実線Ｌ７２０で示される波形を第２のエンベロープ波形と表現することがある。
なお、図７に示される例において、タイミングｔ７００は、上記の条件を満たす２つの物体検出装置２００が送信波を送信するタイミングであり、タイミングｔ７０１は、上記の条件を満たす２つの物体検出装置２００が物体での反射に応じて戻ってきた送信波を受信波として受信するタイミングである。図７に示される例では、説明の便宜上、実線Ｌ７１０で示される第１のエンベロープ波形の時系列と、実線Ｌ７２０で示される第２のエンベロープ波形の時系列と、が互いに逆になっている。
図７に示されるように、実線Ｌ７１０で示される第１のエンベロープ波形と、実線Ｌ７２０で示される第２のエンベロープ波形とは、タイミングｔ７００とタイミングｔ７０１との間の所定区間Ｔ内での時系列を逆にすると、実質的に同じタイミングτで、検出対象の物体での反射を示す大きなピーク（二点鎖線で囲まれた部分Ｐ７１２およびＰ７２１参照）を迎える。
一方、検出対象外の物体での反射に起因するクラッタは、一般にランダムな位相変化を示すので、クラッタに対応した複数のピーク（一点鎖線で囲まれた部分Ｐ７１１およびＰ７２２参照）は、概略的には同じ期間内に表れるものの、詳細に比較すると、各ピークのタイミングは互いに異なる。
したがって、図７に示される例において、実施形態の技術は、伝播距離が実質的に等しい伝播経路のペアに沿って送受信される２つの波動の対応関係に着目し、第１の波動の所定区間Ｔにおける実線Ｌ７１０で示される第１のエンベロープ波形が有する第１のピークと、第２の波動の所定区間Ｔにおける実線Ｌ７２０で示される第２のエンベロープ波形が有する第２のピークと、の対応関係に基づいて、クラッタの影響を回避しながら、検出対象の物体に関する情報を検出する。
すなわち、図７に示される例において、実施形態の技術は、実線Ｌ７１０で示される第１のエンベロープ波形と実線Ｌ７２０で示される第２のエンベロープ波形とのピークの対応関係に着目し、時系列を逆にした場合に実質的に同じタイミングで表れるピーク（二点鎖線で囲まれた部分Ｐ７１２およびＰ７２１参照）を、検出対象の物体での反射を示すピークであると特定し、その他のピーク（一点鎖線で囲まれた部分Ｐ７１１およびＰ７２２参照）を、検出対象外の物体での反射に起因するクラッタを示すピークであると特定する。
なお、実施形態では、第１のピークと第２のピークとの比較の際に、誤差などによる所定のズレを許容することが望ましい。したがって、実施形態では、実線Ｌ７１０で示される第１のエンベロープ波形における所定区間Ｔの開始から第１のピークが表れるまでの区間長と、実線Ｌ７２０で示される第２のエンベロープ波形における第２のピークが表れてから所定区間Ｔの終了までの区間長と、の差がΔτで示される所定の範囲内である場合に、第１のピークと第２のピークとが対応していると判定される。
また、実施形態では、検出対象の物体での反射を示すピークでも検出対象外の物体での反射に起因するクラッタを示すピークでも無い明らかなノイズを低減することが望ましい。したがって、実施形態では、第１のエンベロープ波形および第２のエンベロープ波形のうち信号レベルが所定の閾値Ｔｈ７００以上となっている１以上のピークを、第１のピークおよび第２のピークとして特定する。なお、所定の閾値Ｔｈ７００は、たとえば様々なノイズの信号レベルの平均値Ｅおよび標準偏差σなどに基づいて決定される。
上記を踏まえて、図４に戻り、識別部４２４は、送信元の識別の結果に応じて、フィルタ処理部４２３からの出力を、信号処理系統４２５Ａ、４２５Ｂ、および４２５Ｃに分配して出力する。これにより、信号処理系統４２５Ａ、４２５Ｂ、および４２５Ｃには、たとえば送信元がそれぞれ別の信号が入力される。
信号処理系統４２５Ａ、４２５Ｂ、および４２５Ｃは、それぞれ、フィルタ処理部４２６Ａ、４２６Ｂ、および４２６Ｃと、相関処理部４２７Ａ、４２７Ｂ、および４２７Ｃと、包絡線処理部４２８Ａ、４２８Ｂ、および４２８Ｃと、閾値処理部４２９Ａ、４２９Ｂ、および４２９Ｃと、検出部４３０Ａ、４３０Ｂ、および４３０Ｃと、を備えている。
なお、以下では、互いに区別する必要が無い場合、信号処理系統４２５Ａ、４２５Ｂ、および４２５Ｃを単に信号処理系統４２５と記載し、フィルタ処理部４２６Ａ、４２６Ｂ、および４２６Ｃを単にフィルタ処理部４２６と記載し、相関処理部４２７Ａ、４２７Ｂ、および４２７Ｃを単に相関処理部４２７と記載し、包絡線処理部４２８Ａ、４２８Ｂ、および４２８Ｃを単に包絡線処理部４２８と記載し、閾値処理部４２９Ａ、４２９Ｂ、および４２９Ｃを単に閾値処理部４２９と記載し、検出部４３０Ａ、４３０Ｂ、および４３０Ｃを単に検出部４３０と記載することがある。
フィルタ処理部４２６は、たとえば次の相関処理部４２７による相関処理をより正確に実行するために、識別部４２４から入力される信号の周波数を、対応する送信部４０１、４０３、および４０５から取得される送信信号の周波数と整合をとるように補正する。
そして、相関処理部４２７は、対応する送信部４０１、４０３、および４０５から取得される送信信号と、フィルタ処理部４２６によるフィルタリング処理を経た信号と、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４２８は、相関処理部４２７により取得された相関値のエンベロープ波形を求める。
なお、図７に示される例は、受信波の信号レベルのエンベロープ波形の例であるので、包絡線処理部４２８により求められる相関値のエンベロープ波形は、厳密に言えば、図７に示される例とは異なっている。しかしながら、受信波の信号レベルと相関値とは互いに関連しているので、相関値のエンベロープ波形を用いても、図７に示される例と同様の発想でノイズの除去およびピークの比較を行えば、クラッタの影響を回避しながら、検出対象の物体に関する情報を精度良く検出することができる。
すなわち、閾値処理部４２９は、相関値のエンベロープ波形から、検出対象の物体での反射を示すピークでも検出対象外の物体での反射に起因するクラッタを示すピークでも無い、図７に示される閾値Ｔｈ７００に対応した所定の閾値未満の区間を排除する。
そして、検出部４３０は、閾値処理部４２９からの出力と比較すべき情報を他の物体検出装置２００から取得し、ピークの比較を実行する。
たとえば、図５に示される例において、物体検出装置５０１の検出部４３０は、物体検出装置５０２の閾値処理部４２９からの出力を第１のエンベロープ波形として取得し、当該第１のエンベロープ波形と、物体検出装置５０１の閾値処理部４２９からの出力としての第２のエンベロープ波形と、を用いて、時系列を逆にした場合にタイミングが実質的に一致する第１のピークおよび第２のピークを、検出対象の物体での反射を示すピークとして特定する。そして、物体検出装置５０１の検出部と、物体検出装置５０２の検出部４３０とは、第１のピークおよび第２のピークのうち少なくとも一方に基づいて、ＴＯＦ法により、検出対象の物体までの距離を検出する。なお、図７に示される例においても同様である。
このように、実施形態において、検出部４３０は、伝播距離が実質的に等しい伝播経路を構成する２つの物体検出装置２００に着目し、識別部４２４による識別結果に基づいて特定される、他方の物体検出装置２００により送信されて一方の物体検出装置２００により受信された第１の波動と、一方の物体検出装置２００により送信されて他方の物体検出装置２００により受信された第２の波動と、の対応関係に基づいて、クラッタの影響を回避しながら、物体に関する情報を検出する。
なお、実施形態において、物体検出装置２００における上述した各構成は、物体検出装置２００自身の制御部２２０の制御のもとで動作してもよいし、外部のＥＣＵ１００の制御のもとで動作してもよい。
以下、実施形態において実行される処理の流れについて説明する。
図８は、実施形態にかかる物体検出装置２００が物体に関する情報を検出するために実行する一連の処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。
図８に示されるように、実施形態では、まず、Ｓ８０１において、送波器４１１、４３１、および４５１は、符号生成部４１２、搬送波出力部４１３、乗算器４１４、および増幅回路４１５により生成される送信信号に応じた送信波を車両１の外に向けて実質的に同時に送信する。
そして、Ｓ８０２において、受波器４２１、４４１、および４６１は、車両１の外に存在する物体で反射された結果として車両１側に戻ってくる送信波としての受信波を受信する。受信波は、増幅回路４２２およびフィルタ処理部４２３による処理を経て識別部４２４に入力される。
そして、Ｓ８０３において、識別部４２４は、Ｓ８０２において受信された受信波に含まれる複数の波動の各々の送信元を識別する識別処理を実行する。そして、識別部４２４は、識別処理の結果に応じて、フィルタ処理部４２３からの出力を、複数の信号処理系統４２５に分配して出力する。そして、識別部４２４からの出力は、信号処理系統４２５のフィルタ処理部４２６による処理を経て相関処理部４２７に入力される。
そして、Ｓ８０４において、相関処理部４２７は、対応する送信部４０１、４０３、および４０５から取得される送信信号と、対応するフィルタ処理部４２６からの出力と、に基づいて、識別情報の類似度に対応した相関値を取得する。
そして、Ｓ８０５において、包絡線処理部４２８は、Ｓ８０４で取得された相関値のエンベロープ波形を取得する。
そして、Ｓ８０６において、閾値処理部４２９は、Ｓ８０５で取得されたエンベロープ波形から、検出対象の物体での反射を示すピークでも検出対象外の物体での反射に起因するクラッタを示すピークでも無いノイズに対応した所定の閾値未満の区間を排除する閾値処理を実行する。
そして、Ｓ８０７において、検出部４３０は、自身が設けられた物体検出装置２００との間で伝播距離が等しい伝播経路を構成する他の物体検出装置２００の閾値処理部４２９からの出力を第１のエンベロープ波形として取得し、当該第１のエンベロープが有する第１のピークと、Ｓ８０６の閾値処理を経たエンベロープ波形である第２のエンベロープ波形が有する第２のピークと、の対応関係を特定する。
そして、Ｓ８０８において、検出部４３０は、Ｓ８０７で特定された対応関係に基づいて、時系列を逆にした場合にタイミングが実質的に一致する（ただし所定の範囲内の誤差は許容される）第１のピークおよび第２のピークを、検出対象の物体での反射を示すピークとして特定し、当該第１のピークおよび第２のピークのうち少なくとも一方に基づいて、ＴＯＦ法により、検出対象の物体までの距離を検出する。そして、処理が終了する。
以上説明したように、実施形態にかかる複数の物体検出装置２００のうちの１つは、送信部４０１、受信部４０２と、識別部４２４と、検出部４３０と、を備えている。送信部４０１は、他の物体検出装置２００が有する他の送信部４０３および４０５と実質的に同時に送信波を送信する。受信部４０２は、送信部４０１により送信された送信波と他の送信部４０３および４０５により送信された他の送信波とが物体での反射に応じて戻ってきた結果に対応した複数の波動を含む受信波を受信する。識別部４２４は、受信波に含まれる複数の波動の送信元を識別する。検出部４３０は、識別部４２４および他の物体検出装置２００が有する他の識別部４２４の識別結果に基づいて特定される、他の物体検出装置２００が有する他の送信部４０３および４０５により送信されて受信部４０２により受信された第１の波動を示す第１の波形が有する第１のピークと、送信部４０１により送信されて他の物体検出装置２００が有する他の受信部４０４および４０６により受信された第２の波動を示す第２の波形が有する第２のピークと、の対応関係に基づいて、物体に関する情報を検出する。
上述した物体検出装置２００によれば、伝播距離が実質的に等しい伝播経路に沿って伝播する２種類の波動を示す２種類の波形には、クラッタに対応したピークがランダムに表れる一方、検出対象の物体での反射に対応したピークは、２種類の波形の時系列を逆にしたときに実質的に同じタイミングで表れることになる（たとえば図７参照）。したがって、第１のピークと第２のピークとの対応関係によれば、クラッタの影響を回避しながら、検出対象の物体に関する情報をより精度良く検出することができる。
より具体的に、実施形態において、検出部４３０は、上記の第１の波動の信号レベルの所定区間における第１のエンベロープ波形としての第１の波形が有する第１のピークと、上記の第２の波動の信号レベルの所定区間における第２のエンベロープ波形としての第２の波形が有する第２のピークと、の対応関係に基づいて、物体に関する情報を検出する。このような構成によれば、エンベロープ波形のピーク同士の対応関係を考慮して、検出対象の物体に関する情報をより精度良くかつ容易に検出することができる。
この場合において、検出部４３０は、第１のエンベロープ波形における所定区間の開始から第１のピークが表れるまでの区間長と、第２のエンベロープ波形における第２のピークが表れてから所定区間の終了までの区間長と、の差が所定の範囲内である第１のピークおよび第２のピークのうち少なくとも一方に基づいて、物体に関する情報を検出する。たとえば、図７に示される例では、二点鎖線で囲まれた部分Ｐ７１２およびＰ７２１にあるピークが、実線Ｌ９１０で示される第１のエンベロープ波形における所定区間Ｔの開始に対応したタイミングｔ７００からの区間長と、実線Ｌ９２０で示される第２のエンベロープ波形において所定区間Ｔの終了に対応したタイミング７０２までの区間長と、の差がΔτで示される所定の範囲内となっている。したがって、図７に示される例では、二点鎖線で囲まれた部分Ｐ７１２およびＰ７２１にあるピーク（のうち少なくとも一方）に基づいて、物体に関する情報が検出される。このような構成によれば、所定の範囲内の誤差を考慮して、検出対象の物体での反射を示すピークを適切に特定することができる。
また、この場合において、検出部４３０は、第１のエンベロープ波形および第２のエンベロープ波形における信号レベルがノイズに対応した所定の閾値（図７に示される閾値Ｔｈ７００参照）以上となっているピークを、第１のピークおよび第２のピークとして特定する。このような構成によれば、ノイズの影響を排除した上で、条件を満たすピークを容易に特定することができる。
なお、実施形態において、送信部４０１は、送信波を、物体検出装置２００を識別するための識別情報を含むように所定の変調方式で変調した上で送信する。そして、識別部４２４は、受信波を当該所定の変調方式に対応した復調方式で復調した結果に基づいて、受信波に含まれる複数の波動の送信元を識別する。このような構成によれば、受信波に含まれる複数の波動の送信元の識別を容易に行うことができる。
また、実施形態において、物体検出装置２００は、物体に関する情報として路面ＲＳ上のオブジェクトＯまでの距離を検出する車載ソナーとして構成される。このような構成によれば、クラッタの影響を回避しながら路面ＲＳ上のオブジェクトＯまでの距離をより精度良く検出することが望まれる車載ソナーに本開示の技術を適用することができる。
＜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、音波やミリ波、電磁波など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、物体に関する情報として物体までの距離を検出する構成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構成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（物体までの距離）を検出する検出部が複数の物体検出装置の各々に設けられた構成が例示されているが、本開示の技術は、次の図９に示されるような、物体に関する情報を検出する検出部が物体検出装置外に設けられた構成にも適用可能である。
図９は、実施形態の変形例にかかる物体検出システムの構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。
図９に示されるように、変形例にかかる物体検出システムは、送信側の構成として、複数（一例として３つ）の送信部９０１、９０３、および９０５を備えているとともに、受信側の構成として、複数（一例として３つ）の受信部９０２、９０４、および９０６を有している。この変形例では、上述した実施形態（図４参照）と同様、たとえば、送信部９０１と受信部９０２との組み合わせと、送信部９０３と受信部９０４との組み合わせと、送信部９０５と受信部９０６との組み合わせとが、それぞれ１つの物体検出装置を構成する。
図９に示される変形例において、送信部９０１は、送波器９１１と、符号生成部９１２と、搬送波出力部９１３と、乗算器９１４と、増幅回路９１５と、を備えている。これらの構成は、上述した実施形態（図４参照）における対応する構成と実質的に同様である。
なお、図９では、送波器９３１および９５１以外の図示がスペースの都合で省略されているが、送信部９０３および９０５は、送波器９３１および９５１以外にも、送信部９０１と同様の構成を備えている。
一方、図９に示される変形例において、受信部９０２は、受波器９２１と、増幅回路９２２と、フィルタ処理部９２３と、識別部９２４と、複数（一例として３つ）の信号処理系統４２５Ａ、４２５Ｂ、および４２５Ｃを有している。これらの構成は、上述した実施形態（図４参照）における対応する構成とおおむね同様である。
ただし、図９に示される変形例において、信号処理系統４２５Ａ、４２５Ｂ、および４２５Ｃは、それぞれ、それぞれ、フィルタ処理部４２６Ａ、４２６Ｂ、および４２６Ｃと、相関処理部４２７Ａ、４２７Ｂ、および４２７Ｃと、包絡線処理部４２８Ａ、４２８Ｂ、および４２８Ｃと、閾値処理部４２９Ａ、４２９Ｂ、および４２９Ｃと、のみを備えている。すなわち、変形例において、信号処理系統４２５Ａ、４２５Ｂ、および４２５Ｃは、上述した実施形態（図４参照）にかかる検出部４３０Ａ、４３０Ｂ、および４３０Ｃに対応する構成を有しない。
したがって、図９に示される変形例では、上述した実施形態にかかる検出部４３０Ａ、４３０Ｂ、および４３０Ｃに対応する検出部９０９が、受信部９０２、９０４、および９０６の外部に設けられる。すなわち、変形例において、検出部９０９は、物体検出装置ではなく、上述した実施形態（図２参照）にかかるＥＣＵ１００のような、物体検出装置に接続された情報処理装置によって実現される。このような構成によれば、クラッタの影響を回避しながら検出対象の物体に関する情報を精度良く検出することを、情報処理装置によって統括的に実行することができる。
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。
２００、２０１、２０２、２０３、２０４ 物体検出装置
４０１、４０３、４０５、９０１、９０３、９０５ 送信部
４０２、４０４、４０６、９０２、９０４、９０６ 受信部
４２４、９２４ 識別部
４３０Ａ、４３０Ｂ、４３０Ｃ、９０９ 検出部

Claims (6)

  1. 他の物体検出装置が有する他の送信部と実質的に同時に送信波を送信する送信部と、
    前記送信部により送信された前記送信波と前記他の送信部により送信された他の送信波とが物体での反射に応じて戻ってきた結果に対応した複数の波動を含む受信波を受信する受信部と、
    前記受信波に含まれる前記複数の波動の送信元を識別する識別部と、
    前記識別部および前記他の物体検出装置が有する他の識別部による識別結果に基づいて特定される、前記他の物体検出装置が有する前記他の送信部により送信されて前記受信部により受信された第１の波動を示す第１の波形の第１のピークと、前記送信部により送信されて前記他の物体検出装置が有する他の受信部により受信された第２の波動を示す第２の波形の第２のピークと、の対応関係に基づいて、前記物体に関する情報を検出する検出部と、
    を備え、
    前記検出部は、前記第１の波動の信号レベルの所定区間における第１のエンベロープ波形としての前記第１の波形が有する前記第１のピークと、前記第２の波動の信号レベルの前記所定区間における第２のエンベロープ波形としての前記第２の波形が有する前記第２のピークと、の対応関係に基づいて、前記物体に関する情報を検出し、
    その際に、前記第１のエンベロープ波形と前記第２のエンベロープ波形の一方の時系列を逆にして、前記一方の開始のタイミングと他方の終了のタイミングを合わせるとともに前記一方の終了のタイミングと前記他方の開始のタイミングを合わせた場合に実質的に同じタイミングで表れるピークを、検出対象の物体での反射を示すピークであると特定し、その他のピークを、検出対象外の物体での反射に起因するクラッタを示すピークであると特定する、物体検出装置。
  2. 前記検出部は、前記第１のエンベロープ波形における前記所定区間の開始から前記第１のピークが表れるまでの区間長と、前記第２のエンベロープ波形における前記第２のピークが表れてから前記所定区間の終了までの区間長と、の差が所定の範囲内である前記第１のピークおよび前記第２のピークのうち少なくとも一方に基づいて、前記物体に関する情報を検出する、
    請求項１に記載の物体検出装置。
  3. 前記検出部は、前記第１のエンベロープ波形および前記第２のエンベロープ波形における信号レベルがノイズに対応した所定の閾値以上となっているピークを、前記第１のピークおよび前記第２のピークとして特定する、
    請求項２に記載の物体検出装置。
  4. 前記送信部は、前記送信波を、前記物体検出装置を識別するための識別情報を含むように所定の変調方式で変調した上で送信し、
    前記識別部は、前記受信波を前記所定の変調方式に対応した復調方式で復調した結果に基づいて、前記受信波に含まれる前記複数の波動の送信元を識別する、
    請求項１～３のうちいずれか１項に記載の物体検出装置。
  5. 前記物体検出装置は、前記物体に関する情報として路面上のオブジェクトまでの距離を検出する車載ソナーとして構成される、
    請求項１～４のうちいずれか１項に記載の物体検出装置。
  6. 他の物体検出装置が有する他の送信部と実質的に同時に送信波を送信する送信部と、当該送信部により送信された前記送信波と前記他の送信部により送信された他の送信波とが物体での反射に応じて戻ってきた結果に対応した複数の波動を含む受信波を受信する受信部と、前記受信波に含まれる前記複数の波動の送信元を識別する識別部と、を各々が有する複数の物体検出装置と、
    前記複数の物体検出装置の各々の前記識別部による識別結果に基づいて特定される、前記複数の物体検出装置のうち第１の物体検出装置の前記送信部により送信されて前記複数の物体検出装置のうち前記第１の物体検出装置とは異なる第２の物体検出装置により受信された第１の波動を示す第１の波形の第１のピークと、前記第２の物体検出装置の前記送信部により送信されて前記第１の物体検出装置の前記受信部により受信された第２の波動を示す第２の波形の第２のピークと、の対応関係に基づいて、前記物体に関する情報を検出する検出部と、
    を備え、
    前記検出部は、前記第１の波動の信号レベルの所定区間における第１のエンベロープ波形としての前記第１の波形が有する前記第１のピークと、前記第２の波動の信号レベルの前記所定区間における第２のエンベロープ波形としての前記第２の波形が有する前記第２のピークと、の対応関係に基づいて、前記物体に関する情報を検出し、
    その際に、前記第１のエンベロープ波形と前記第２のエンベロープ波形の一方の時系列を逆にして、前記一方の開始のタイミングと他方の終了のタイミングを合わせるとともに前記一方の終了のタイミングと前記他方の開始のタイミングを合わせた場合に実質的に同じタイミングで表れるピークを、検出対象の物体での反射を示すピークであると特定し、その他のピークを、検出対象外の物体での反射に起因するクラッタを示すピークであると特定する、物体検出システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2023058573A1 (ja) 2021-10-07 2023-04-13

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033129A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 分散ネットワーク・レーダ装置
WO2008139687A1 (ja) 2007-04-27 2008-11-20 Panasonic Corporation 形状測定装置および形状測定方法
JP2009270863A (ja) 2008-05-01 2009-11-19 Toshiba Corp バイスタティックレーダ装置
WO2016103464A1 (ja) 2014-12-26 2016-06-30 三菱電機株式会社 障害物検知装置及び障害物検知方法
JP2019174284A (ja) 2018-03-28 2019-10-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 物標位置算出システム、物標位置算出方法、及び物標位置算出プログラム
US20190339386A1 (en) 2018-05-07 2019-11-07 Texas Instruments Incorporated Time of flight and code signature detection for coded ultrasonic transmission
JP2020003475A (ja) 2018-06-29 2020-01-09 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． レーダー駆動装置及び方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343284A (en) * 1990-10-24 1994-08-30 Kaman Aerospace Corporation Imaging lidar system employing bistatic operation
JP4715236B2 (ja) * 2005-03-01 2011-07-06 株式会社デンソー 超音波センサ装置
US8982668B2 (en) * 2010-11-15 2015-03-17 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device and method of forming same for correlation detection
US20170185954A1 (en) * 2015-10-06 2017-06-29 CLARKE William McALLISTER Mobile aerial rfid scanner
US9026278B2 (en) * 2011-12-23 2015-05-05 Optical Air Data Systems, Llc LDV system for measuring wind at high altitude
US10466349B2 (en) * 2015-01-02 2019-11-05 Reservoir Labs, Inc. Systems and methods for efficient targeting
US20160274235A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-22 Reece Innovation Centre Limited Buried object detection system
US11782139B2 (en) * 2018-03-28 2023-10-10 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Self-calibration adaptive lidar aperture building-block light engine
CA3111509C (en) * 2018-09-05 2022-09-20 Blackmore Sensors & Analytics, Llc Method and system for pitch-catch scanning of coherent lidar
CN112673276A (zh) * 2018-09-06 2021-04-16 苹果公司 超声波传感器
US11079546B2 (en) * 2019-04-22 2021-08-03 Blackmore Sensors & Analytics, LLC. Providing spatial displacement of transmit and receive modes in LIDAR system
US11385322B2 (en) * 2019-04-29 2022-07-12 Ay Dee Kay Llc Switchable FMCW/PMCW radar transceiver
US10958323B1 (en) * 2020-03-25 2021-03-23 Semiconductor Components Industries, Llc MIMO radar system with dual mode output power amplification
US11513218B2 (en) * 2020-04-30 2022-11-29 Raytheon Company Communication-less bistatic ranging

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033129A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 分散ネットワーク・レーダ装置
WO2008139687A1 (ja) 2007-04-27 2008-11-20 Panasonic Corporation 形状測定装置および形状測定方法
JP2009270863A (ja) 2008-05-01 2009-11-19 Toshiba Corp バイスタティックレーダ装置
WO2016103464A1 (ja) 2014-12-26 2016-06-30 三菱電機株式会社 障害物検知装置及び障害物検知方法
JP2019174284A (ja) 2018-03-28 2019-10-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 物標位置算出システム、物標位置算出方法、及び物標位置算出プログラム
US20190339386A1 (en) 2018-05-07 2019-11-07 Texas Instruments Incorporated Time of flight and code signature detection for coded ultrasonic transmission
JP2020003475A (ja) 2018-06-29 2020-01-09 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． レーダー駆動装置及び方法

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