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特開2023-66719超音波センサ制御装置、超音波センサ、及び超音波センサ制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023066719
(43)【公開日】2023-05-16
(54)【発明の名称】超音波センサ制御装置、超音波センサ、及び超音波センサ制御方法
(51)【国際特許分類】
G01S 7/524 20060101AFI20230509BHJP
G01S 7/526 20060101ALI20230509BHJP
G01S 15/10 20060101ALI20230509BHJP
【ＦＩ】
G01S7/524 R
G01S7/526 M
G01S15/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021177478
(22)【出願日】2021-10-29
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100133514
【弁理士】
【氏名又は名称】寺山 啓進
(72)【発明者】
【氏名】内貴 崇
【テーマコード（参考）】
5J083
【Ｆターム（参考）】
5J083AA02
5J083AC13
5J083AD04
5J083BA02
5J083BB12
5J083BE09
5J083BE60
5J083CA03
(57)【要約】
【課題】超音波センサの混信を容易に解消することができる超音波センサ制御装置を提供する。
【解決手段】超音波センサ制御装置１００は、送信超音波を送信する送信デバイスを制御する送信制御部１１４と、受信超音波を受信する受信部１１１と、周波数判定部１１２と、周波数切替部１１３とを備える。周波数判定部１１２は、受信部１１１で受信した受信超音波の周波数であって、受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、送信制御部１１４で送信を制御する送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する。また、周波数切替部１１３は、周波数判定部１１２で判定された判定結果に基づいて、送信周波数及び受信周波数を切り替える。
【選択図】図１
【解決手段】超音波センサ制御装置１００は、送信超音波を送信する送信デバイスを制御する送信制御部１１４と、受信超音波を受信する受信部１１１と、周波数判定部１１２と、周波数切替部１１３とを備える。周波数判定部１１２は、受信部１１１で受信した受信超音波の周波数であって、受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、送信制御部１１４で送信を制御する送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する。また、周波数切替部１１３は、周波数判定部１１２で判定された判定結果に基づいて、送信周波数及び受信周波数を切り替える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信超音波を送信する送信デバイスを制御する送信制御部と、
受信超音波を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信制御部で送信を制御する前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える超音波センサ制御装置。
受信超音波を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信制御部で送信を制御する前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える超音波センサ制御装置。
【請求項2】
前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、
前記周波数切替部は、前記受信周波数と前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び前記受信周波数を、送信予定の周波数とは異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
前記周波数切替部は、前記受信周波数と前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び前記受信周波数を、送信予定の周波数とは異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
【請求項3】
前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから複数の前記受信超音波を受信し、
前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と、前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、
前記周波数切替部は、前記受信周波数と、前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び複数の前記受信周波数を、前記周波数判定部における判定時点の複数の前記受信デバイスで受信可能な周波数とは異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と、前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、
前記周波数切替部は、前記受信周波数と、前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び複数の前記受信周波数を、前記周波数判定部における判定時点の複数の前記受信デバイスで受信可能な周波数とは異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
【請求項4】
前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから複数の前記受信超音波を受信し、
前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と、前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、
前記周波数切替部は、前記受信周波数と、前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び複数の前記受信周波数を、前記周波数判定部における判定時点の複数の前記受信デバイスで受信可能な周波数のうち、前記受信部で受信した前記受信超音波の前記受信周波数とは異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と、前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、
前記周波数切替部は、前記受信周波数と、前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び複数の前記受信周波数を、前記周波数判定部における判定時点の複数の前記受信デバイスで受信可能な周波数のうち、前記受信部で受信した前記受信超音波の前記受信周波数とは異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
【請求項5】
前記送信制御部は、第１送信周波数の第１送信超音波と、第２送信周波数の第２送信超音波とを続けて送信するように前記送信デバイスを制御し、
前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信し、
前記周波数判定部は、前記第１受信超音波の第１受信周波数、及び前記第２受信超音波の第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と比較した結果を判定し、
前記周波数切替部は、前記第１受信周波数が前記第１送信周波数と異なる場合、又は前記第２受信周波数が、前記第２送信周波数と異なる場合に、前記第１送信周波数、前記第２送信周波数、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信し、
前記周波数判定部は、前記第１受信超音波の第１受信周波数、及び前記第２受信超音波の第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と比較した結果を判定し、
前記周波数切替部は、前記第１受信周波数が前記第１送信周波数と異なる場合、又は前記第２受信周波数が、前記第２送信周波数と異なる場合に、前記第１送信周波数、前記第２送信周波数、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
【請求項6】
前記送信制御部は、第１送信周波数の第１送信超音波と、第２送信周波数の第２送信超音波とを同時に送信するように複数の前記送信デバイスを制御し、
前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信し、
前記周波数判定部は、前記第１受信超音波の第１受信周波数、及び前記第２受信超音波の第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と比較した結果を判定し、
前記周波数切替部は、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数が、前記第１送信周波数又は前記第２送信周波数のいずれか一方の周波数と同じ周波数であって、前記第１受信超音波及び前記第２受信超音波の受信が同じタイミングでない場合に、前記第１送信周波数、前記第２送信周波数、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信し、
前記周波数判定部は、前記第１受信超音波の第１受信周波数、及び前記第２受信超音波の第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と比較した結果を判定し、
前記周波数切替部は、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数が、前記第１送信周波数又は前記第２送信周波数のいずれか一方の周波数と同じ周波数であって、前記第１受信超音波及び前記第２受信超音波の受信が同じタイミングでない場合に、前記第１送信周波数、前記第２送信周波数、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と異なる周波数に切り替える、請求項１に記載の超音波センサ制御装置。
【請求項7】
超音波を送信及び受信する超音波センサデバイスと、
前記超音波センサデバイスを介して、送信超音波の送信を制御する送信制御部と、
前記超音波センサデバイスを介して、受信超音波を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信制御部で送信を制御する前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える超音波センサ。
前記超音波センサデバイスを介して、送信超音波の送信を制御する送信制御部と、
前記超音波センサデバイスを介して、受信超音波を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信制御部で送信を制御する前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える超音波センサ。
【請求項8】
送信超音波を送信する送信デバイスを制御し、
受信デバイスから受信超音波を受信し、
受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信デバイスを介して受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定し、
前記受信周波数と、前記送信周波数とを比較し判定した結果に基づいて、前記送信超音波の前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える、超音波センサ制御方法。
受信デバイスから受信超音波を受信し、
受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信デバイスを介して受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定し、
前記受信周波数と、前記送信周波数とを比較し判定した結果に基づいて、前記送信超音波の前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える、超音波センサ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波センサ制御装置、超音波センサ、及び超音波センサ制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、超音波を発生させて対象物からの反射波が返ってくるまでの時間を計測することにより対象物までの距離を測定する超音波システムにおいて、他のシステムから送信される超音波との干渉を回避するための方法が提案されている。特許文献１には、他のシステムから送波される超音波による干渉を回避するための機能を備える音波処理装置が開示されている。特許文献１に開示された音波処理装置は、連続的に送信される２つの超音波の位相差、バースト波間隔、バースト継続時間、及び振幅レベル比によって特徴（パターン）を持たせることで、他のシステムから送波される超音波による干渉を回避させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－６０４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、送信する超音波に設けられる特徴（パターン）には限りがあり、同じシステムを用いた場合に同じ特徴（パターン）で、超音波が送信されるケースも想定される。他のシステムから送波される超音波と干渉（混信）した場合の、混信を解消するための手段についてこれまで検討が十分されておらず、他のシステムの超音波との干渉が発生した場合に誤った測距がなされる可能性がある。
【0005】
本発明は、上記のような事情を鑑み、超音波センサの混信を容易に解消することができる超音波センサ制御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】
【0006】
上述の課題を解決するため、本実施形態の一態様に係る超音波センサ制御装置は、送信超音波を送信する送信デバイスを制御する送信制御部と、受信超音波を受信する受信部と、受信部で受信した受信超音波の周波数であって、受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、送信制御部で送信を制御する送信超音波の送信周波数と、を比較した結果を判定する周波数判定部と、周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、送信周波数及び受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える。
【0007】
本実施形態の他の一態様に係る超音波センサは、超音波を送信及び受信する超音波センサデバイスと、超音波センサデバイスを介して、送信超音波の送信を制御する送信制御部と、超音波センサデバイスを介して、受信超音波を受信する受信部と、受信部で受信した受信超音波の周波数であって、受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、送信制御部で送信を制御する送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する周波数判定部と、周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、送信周波数及び受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える。
【0008】
本実施形態の他の一態様に係る超音波センサ制御方法は、送信超音波を送信する送信デバイスを制御し、受信デバイスから受信超音波を受信し、受信した受信超音波の周波数であって、受信デバイスを介して受信可能な周波数である受信周波数と、送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定し、受信周波数と、送信周波数とを比較し判定した結果に基づいて、送信超音波の送信周波数及び受信周波数を切り替える。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、超音波センサの混信を容易に解消することができる超音波センサ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
図面に示すタイミングチャートの時間の長短の比率関係、パルス数及び／又は極性などについて、その関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0012】
また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【0013】
具体的な本実施形態の一態様は、以下の通りである。
【0014】
＜１＞送信超音波を送信する送信デバイスを制御する送信制御部と、受信超音波を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信制御部で送信を制御する前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する周波数判定部と、前記周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える超音波センサ制御装置。
【0015】
＜２＞前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、前記周波数切替部は、前記受信周波数と前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び前記受信周波数を、送信予定の周波数とは異なる周波数に切り替える、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。
【0016】
＜３＞前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから複数の前記受信超音波を受信し、前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と、前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、前記周波数切替部は、前記受信周波数と、前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び複数の前記受信周波数を、前記周波数判定部における判定時点の複数の前記受信デバイスで受信可能な周波数とは異なる周波数に切り替える、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。
【0017】
＜４＞前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから複数の前記受信超音波を受信し、前記周波数判定部は、前記送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、前記受信部で受信した前記受信周波数と、前記送信周波数とが異なるか否かを判定し、前記周波数切替部は、前記受信周波数と、前記送信周波数とが同じであると判定した場合に、前記送信周波数及び複数の前記受信周波数を、前記周波数判定部における判定時点の複数の前記受信デバイスで受信可能な周波数のうち、前記受信部で受信した前記受信超音波の前記受信周波数とは異なる周波数に切り替える、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。
【0018】
＜５＞前記送信制御部は、第１送信周波数の第１送信超音波と、第２送信周波数の第２送信超音波とを続けて送信するように前記送信デバイスを制御し、前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信し、前記周波数判定部は、前記第１受信超音波の第１受信周波数、及び前記第２受信超音波の第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と比較した結果を判定し、前記周波数切替部は、前記第１受信周波数が前記第１送信周波数と異なる場合、又は前記第２受信周波数が、前記第２送信周波数と異なる場合に、前記第１送信周波数、前記第２送信周波数、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と異なる周波数に切り替える、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。
【0019】
＜６＞前記送信制御部は、第１送信周波数の第１送信超音波と、第２送信周波数の第２送信超音波とを同時に送信するように複数の前記送信デバイスを制御し、前記受信部は、複数の前記受信超音波を受信する複数の受信デバイスから第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信し、前記周波数判定部は、前記第１受信超音波の第１受信周波数、及び前記第２受信超音波の第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と比較した結果を判定し、前記周波数切替部は、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数が、前記第１送信周波数又は前記第２送信周波数のいずれか一方の周波数と同じ周波数であって、前記第１受信超音波及び前記第２受信超音波の受信が同じタイミングでない場合に、前記第１送信周波数、前記第２送信周波数、前記第１受信周波数及び前記第２受信周波数を、前記第１送信周波数及び前記第２送信周波数と異なる周波数に切り替える、＜１＞に記載の超音波センサ制御装置。
【0020】
＜７＞超音波を送信及び受信する超音波センサデバイスと、前記超音波センサデバイスを介して、送信超音波の送信を制御する送信制御部と、前記超音波センサデバイスを介して、受信超音波を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信部で受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信制御部で送信を制御する前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する周波数判定部と、前記周波数判定部で判定された判定結果に基づいて、前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える周波数切替部と、を備える超音波センサ。
【0021】
＜８＞送信超音波を送信する送信デバイスを制御し、受信デバイスから受信超音波を受信し、受信した前記受信超音波の周波数であって、前記受信デバイスを介して受信可能な周波数である受信周波数と、前記送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定し、前記受信周波数と、前記送信周波数とを比較し判定した結果に基づいて、前記送信超音波の前記送信周波数及び前記受信周波数を切り替える、超音波センサ制御方法。
【0022】
（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態に係る超音波センサ１０の構成を説明する。超音波センサ１０は、超音波センサ制御装置１００と、超音波センサデバイス２００と、を含んで構成される。本実施形態における超音波センサ１０は、超音波を送信し、さらに超音波を受信することが可能なセンサである。超音波センサ１０は、例えば、超音波を送信させて対象物からの反射波が返ってくるまでの時間ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を計測することにより対象物までの距離を測定することが可能な測距システム等に用いられる。
図１を参照して、第１の実施形態に係る超音波センサ１０の構成を説明する。超音波センサ１０は、超音波センサ制御装置１００と、超音波センサデバイス２００と、を含んで構成される。本実施形態における超音波センサ１０は、超音波を送信し、さらに超音波を受信することが可能なセンサである。超音波センサ１０は、例えば、超音波を送信させて対象物からの反射波が返ってくるまでの時間ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を計測することにより対象物までの距離を測定することが可能な測距システム等に用いられる。
【0023】
超音波センサ制御装置１００は、受信部１１１と、周波数判定部１１２と、周波数切替部１１３と、送信制御部１１４と、記憶部１２０とを備える。超音波センサデバイス２００は、超音波を受信する受信デバイス２１０と、送信デバイス２２０とを備える超音波センサデバイスであり、例えば圧電効果を用いたトランスデューサによって構成される。送信デバイス２２０に所定の電圧を印加することで、送信デバイス２２０に備えられた圧電振動子（図示なし）を振動させ、超音波を発生させる。また、受信デバイス２１０に所定の周波数の超音波が到達することにより、受信デバイス２１０の圧電振動子（図示なし）に所定の電圧が発生し、この電圧を検知することで超音波を受信することが可能となる。
【0024】
受信部１１１は、受信デバイス２１０を介して受信超音波を受信し、受信した超音波に関する受信情報を記憶部１２０に記憶する。具体的には、受信部１１１は、記憶部１２０に記憶された受信情報の受信周波数で、受信デバイス２１０を介して受信超音波を受信し、記憶部１２０に記憶された受信情報の受信状況に「受信あり」を示す内容を格納する。
【0025】
周波数判定部１１２は、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信状況に基づき、送信超音波の送信前か否かを判定する。また、周波数判定部１１２は、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信周波数、及び受信情報の受信周波数に基づき、受信超音波の受信周波数と、送信超音波の送信周波数とを比較し、受信周波数と、送信周波数とが同じであるか否かを判定する。
【0026】
なお、本明細書において、「周波数が同じ」であるとは、判定の対象となる周波数が完全に同一であることを限定するものではなく、所定の範囲内において同じであることを示す。例えば、超音波センサ１０の測定仕様が、「音源周波数４０ｋＨｚ、動作温度－２０℃～６０℃条件で、測定対象物との相対速度±５ｋｍ／ｈ」であった場合の周波数の範囲は以下の通りとなる。具体的には、周波数４０ｋＨｚに対し、対象物に反射して戻り受信した周波数が最も低い場合の周波数は、３９，６５３．５Ｈｚ（－２０℃時に５ｋｍ／ｈで遠ざかる）となる。また、同様に、対象物に反射して戻り受信した周波数が最も高い場合の周波数は、４０，３０３．０Ｈｚ（＋６０℃時に５ｋｍで近づく）となる。なお、これらの場合、ともに有効数字０．１Ｈｚ、音源の公差０、音速＝（３３１．５＋０．６１Ｔ）ｍ／ｓ（Ｔ＝気温）であるものとする。すなわち、例えば、判定の対象となる周波数が４０ｋＨｚである場合において、比較対象となる周波数が３９，６５３．５Ｈｚ～４０，３０３．０Ｈｚの範囲の場合に、周波数判定部１１２は、「周波数が同じ」であると判定する。なお、周波数の判定における所定の範囲は上述の例の値に限定されるものではなく、超音波センサ１０の測定仕様や、対象となる周波数の値に応じて異なる。
【0027】
周波数切替部１１３は、周波数判定部１１２で、周波数が同じであると判定した場合に、記憶部１２０に記憶された、送信情報の送信周波数、及び受信情報の受信周波数を異なる周波数に切り替えて変更する。すなわち、周波数切替部１１３は、周波数判定部１１２において、送信デバイス２２０が送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、受信周波数と、送信周波数とが同じであると判定した場合に、送信超音波の送信周波数を、送信予定の周波数とは異なる周波数に切り替えて変更する。なお、本実施形態において、所定の期間は、超音波センサ制御装置１００の起動から、送信デバイス２２０が送信超音波を送信するタイミングまでの期間である。また、この所定の期間は、任意に設定可能であるものとし、例えば、他の装置からの超音波との混信をより正確に判定したい場合には、この所定の期間をデフォルト（初期設定）の期間よりも長くするように設定してもよい。
【0028】
送信制御部１１４は、送信デバイス２２０に対し、送信超音波の送信を制御する。具体的には、送信制御部１１４は、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信周波数で、送信デバイス２２０から送信超音波を送信させる。また、送信制御部１１４は、送信超音波を送信後に、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信状況を「送信済」に変更する。
【0029】
記憶部１２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク等で構成され「周波数情報」、「送信情報」、及び「受信情報」を記憶する。具体的には、記憶部１２０は、図２に示す情報を格納する。なお、記憶部１２０に格納される「周波数情報」、「送信情報」、及び「受信情報」は、一つのストレージデバイスの中に物理的又は論理的に分けて設けられた領域として構成されていてもよい。あるいは、物理的に異なる複数のストレージデバイスに各データの記憶部１２０を設ける構成としてもよい。
【0030】
記憶部１２０に記憶された「周波数情報」には、超音波センサ１０において、対応可能な超音波の周波数が格納されている。具体的には、超音波センサデバイス２００の受信デバイス２１０による受信、及び送信デバイス２２０による送信が可能な超音波の周波数が格納されている。また、「周波数情報」に格納された周波数の値は、ドップラーシフトや受信特性などを考慮して混信しない程度に乖離しているものとする。例えば図２に示す例においては、「周波数情報」の第１周波数、第２周波数、及び第３周波数の欄には、それぞれ５ｋＨｚずつ乖離した４５ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、及び５５ｋＨｚが周波数の値として格納されている。超音波センサ制御装置１００は、この「周波数情報」に格納された周波数を選択し、超音波の送信、及び受信を行う。
【0031】
記憶部１２０に記憶された「送信情報」には、送信デバイス２２０を介して送信する送信超音波に関する情報が格納されている。具体的には、送信デバイス２２０から送信超音波を送信したか否かを示す「送信状況」が格納される。「送信状況」は、送信デバイス２２０から送信超音波が送信される前の状況においては、「送信前」である旨の情報が格納される。また、「送信状況」は、送信デバイス２２０から送信超音波が送信された後の状況においては、「送信済」である旨の情報が格納される。
【0032】
また、「送信情報」には、送信周波数に関する情報が格納される。この「送信情報」の送信周波数は、送信デバイス２２０から送信超音波が送信される前の状況においては、送信予定の周波数が格納される。また、「送信情報」の送信周波数は、送信デバイス２２０から送信超音波が送信された後の状況においては、実際に送信した送信超音波の周波数が格納される。
【0033】
記憶部１２０に記憶された「受信情報」は、受信デバイス２１０を介して受信する受信超音波に関する情報が格納されている。具体的には、受信デバイス２１０で受信超音波を受信したか否かを示す「受信状況」が格納される。「受信状況」は、受信デバイス２１０から受信超音波を受信する前の状況においては、「送信なし」である旨の情報が格納される。また、「受信状況」は、受信デバイス２１０から受信超音波を受信した後の状況においては、「送信あり」である旨の情報が格納される。
【0034】
また、「受信情報」には、受信周波数に関する情報が格納される。この「受信情報」の受信周波数は、受信デバイス２１０から受信することが可能となる受信超音波の周波数が格納される。すなわち、「受信情報」の受信周波数は、受信デバイス２１０で受信可能な周波数である。
【0035】
ここで、図３Ａ及び図３Ｂのタイミングチャートを用いて、超音波センサ制御装置１００の処理について説明する。図３Ａ及び図３Ｂに示すタイミングチャートにおいては、超音波の周波数の違いを図形のパターン及びＵＦ１及びＵＦ２を用いて模式的に表している。なお、ＵＦ１は超音波の第１周波数を示し、ＵＦ２は、超音波の第２周波数を示すものとする。以降、タイミングチャートにおいては、図３Ａ及び図３Ｂと同様に、超音波の周波数の違いを模式的に表すものとする。
【0036】
図３Ａ及び図３Ｂにおいて、超音波センサ制御装置１００の起動時における送信周波数、及び受信周波数は例えば第１周波数（ＵＦ１）が設定されているものとする。すなわち、超音波センサ制御装置１００は、第１周波数（ＵＦ１）を送信し、対象物に反射した反射波を第１周波数（ＵＦ１）で受信してその距離を測定するというものである。
【0037】
図３Ａにおいては、時刻Ｔ２で送信デバイス２２０から送信した超音波が対象物に反射して、この反射した超音波を時刻Ｔ４で受信するものとする。一方で、図３Ａにおいては、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ３においては、この超音波センサ制御装置１００とは別の装置から送信された超音波を第１周波数（ＵＦ１）で受信しているものとする。本実施形態において別の装置は、他の超音波センサ１０のみならず、例えば、超音波センサ１０で扱う超音波の周波数に近い周波数が用いられる他の超音波センサを用いた測距システム、あるいは獣害用撃退器等であってもよい。
【0038】
この場合、超音波センサ制御装置１００は、図３Ａに示す例においては、時刻Ｔ３で受信した超音波を時刻Ｔ２で送信した超音波の反射波として認識してしまう。受信すべき超音波は、時刻Ｔ４で受信すべきであるのに対し、時刻Ｔ３で誤って受信しているため、送信デバイス２２０から超音波を送信してから超音波を受信するまでの時間が短くなる。すなわち、超音波センサにおいて正確に測距が行えないことになる。
【0039】
一方で、図３Ｂに示す例においては、時刻Ｔ１で第１周波数の超音波を受信した場合、周波数判定部１１２は、送信デバイス２２０からの超音波送信（時刻Ｔ２）までのタイミングで、送信周波数である第１周波数（ＵＦ１）の超音波を受信したと判定する。
【0040】
この周波数判定部１１２の判定結果に基づいて、周波数切替部１１３は、送信周波数及び受信周波数を、第１周波数（ＵＦ１）とは異なる第２周波数（ＵＦ２）に切り替える。これにより、図３Ｂに示す例においては、時刻Ｔ３のタイミングにおいて第１周波数（ＵＦ１）の超音波を、送信デバイス２２０から送信された超音波としては受信しない。また、時刻Ｔ４において正しく第２周波数（ＵＦ２）の超音波を受信することがでる。これにより、超音波センサ制御装置１００を用いた測距システムにおいて、他の装置との混信を解消し、正確な距離の測定が可能となる。
【0041】
（超音波センサ制御装置１００の処理フローの概略）
次に、図４に示すフローチャートを用いて超音波センサ制御装置１００における処理（超音波センサ制御方法）の流れを示す。図４のフローチャートに示す超音波センサ制御装置１００の一連の動作は、超音波センサ制御装置１００が起動されると開始され、送信超音波の送信により処理を終了する。また、図４に示すフローチャートは、電源オフや処理終了の割り込みによっても処理は終了する。また、以下のフローチャートの説明において、上述の超音波センサ制御装置１００の説明で記載した内容と同じ内容については、省略又は簡略化して説明する。
次に、図４に示すフローチャートを用いて超音波センサ制御装置１００における処理（超音波センサ制御方法）の流れを示す。図４のフローチャートに示す超音波センサ制御装置１００の一連の動作は、超音波センサ制御装置１００が起動されると開始され、送信超音波の送信により処理を終了する。また、図４に示すフローチャートは、電源オフや処理終了の割り込みによっても処理は終了する。また、以下のフローチャートの説明において、上述の超音波センサ制御装置１００の説明で記載した内容と同じ内容については、省略又は簡略化して説明する。
【0042】
ステップＳ４０１において、送信制御部１１４は、送信超音波の送信タイミングであるか否かを判定する。ステップＳ４０１において、送信制御部１１４は、送信超音波の送信タイミングであると判定した場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ４０６に進む。一方で、ステップＳ４０１において、送信制御部１１４は、送信超音波の送信タイミングでないと判定した場合（ステップＳ４０１：ＮＯ）には、処理はステップＳ４０２に進む。
【0043】
ステップＳ４０２において、受信部１１１は、受信超音波を受信したか否かを判定する。具体的には、受信部１１１は、記憶部１２０に記憶された受信情報の受信周波数で受信超音波を受信したか否かを判定する。ステップＳ４０２において、受信部１１１は、受信超音波を受信したと判定した場合（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ４０３に進む。一方で、ステップＳ４０２において、受信部１１１は、受信超音波を受信していないと判定した場合（ステップＳ４０２：ＮＯ）には、処理はステップＳ４０１に戻り、ステップＳ４０１からの処理を繰り返す。すなわち、送信超音波の送信タイミングになるまでは、処理はステップＳ４０１及びステップＳ４０２の処理を繰り返し、受信超音波を受信したか否かを判定する。先に送信超音波のタイミングとなった場合には、送信制御部１１４は、後述のステップＳ４０６において、送信超音波を送信する。一方で、先に受信超音波を受信した場合には、処理は後述のステップＳ４０３以降の処理が実行される。
【0044】
ステップＳ４０３において、周波数判定部１１２は、送信超音波の送信前か否かを判定する。具体的には、ステップＳ４０３において、周波数判定部１１２は、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信状況に基づき、送信超音波の送信前か否かを判定する。ステップＳ４０３において、周波数判定部１１２は、送信超音波の送信前であると判定した場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ４０４に進む。一方で、ステップＳ４０３において、周波数判定部１１２は、送信超音波の送信前でない、すなわち送信超音波の送信後であると判定した場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）には、処理はステップＳ４０１に戻り、ステップＳ４０１からの処理を繰り返す。
【0045】
ステップＳ４０４において、周波数判定部１１２は、受信超音波の受信周波数と、送信予定の送信超音波の送信周波数とが同じであるか否かを判定する。具体的には、周波数判定部１１２は、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信周波数、及び受信情報の受信周波数に基づき、受信超音波の受信周波数と、送信超音波の送信周波数とが同じであるか否かを判定する。ステップＳ４０４において、周波数判定部１１２は、受信超音波の受信周波数と、送信超音波の送信周波数とが同じであると判定した場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ４０５に進む。一方で、ステップＳ４０４において、周波数判定部１１２は、受信超音波の受信周波数と、送信超音波の送信周波数とが同じでないと判定した場合（ステップＳ４０４：ＮＯ）には、処理はステップＳ４０１に戻り、ステップＳ４０１からの処理を繰り返す。
【0046】
ステップＳ４０５において、周波数切替部１１３は、送信超音波の送信周波数、及び受信超音波の受信周波数を切り替えて変更する。具体的には、周波数切替部１１３は、記憶部１２０に記憶された、送信情報の送信周波数、及び受信情報の受信周波数を異なる周波数に切り替えて変更する。その後、処理はステップＳ４０１に戻り、ステップＳ４０１からの処理を繰り返す。
【0047】
ステップＳ４０６において、送信制御部１１４は、送信超音波を送信する。具体的には、ステップＳ４０６において、送信制御部１１４は、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信周波数で、送信デバイス２２０から送信超音波を送信させる。また、送信制御部１１４は、送信超音波を送信後に、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信状況を「送信済」に変更する。
【0048】
上述の通り、第１の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００は、送信超音波を送信する送信デバイスを制御する送信制御部１１４と、受信超音波を受信する受信部１１１と、周波数判定部１１２と、周波数切替部１１３とを備える。周波数判定部１１２は、受信部１１１で受信した受信超音波の周波数であって、受信部１１１で受信可能な周波数である受信周波数と、送信制御部１１４で送信を制御する送信超音波の送信周波数とを、比較した結果を判定する。また、周波数切替部１１３は、周波数判定部１１２で判定された判定結果に基づいて、送信超音波及び受信周波数の送信周波数を切り替える。
【0049】
この構成により、超音波センサ制御装置１００は、送信超音波の送信周波数と、受信超音波の受信周波数とを比較した結果を判定する。これにより、他の装置との超音波の混信を容易に判定し、さらには、送信周波数及び受信周波数を切り替えることで、他の装置との混信を容易に解消することが可能となる。
【0050】
また、第１の実施形態において、周波数判定部１１２は、送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、受信部１１１で受信した受信周波数と送信周波数とが異なるか否かを判定する。周波数切替部１１３は、受信周波数と送信周波数とが同じであると判定した場合に、送信周波数及び受信周波数を、送信予定の周波数とは異なる周波数に切り替える。
【0051】
この構成により、例えば、第１の実施形態に係る超音波センサ１０を使用する場合において、あらかじめ混信が予想される超音波を判定し、その混信が予想される超音波とは別の超音波の周波数を用いて、超音波センサ１０における超音波の送信、及び反射波の受信が可能となる。すなわち、実際の測距前に他の装置との混信の判定及び解消の処理を効率よく行うことが可能となり、実際の測距においては、混信による誤った測定を防ぐことが可能となる。
【0052】
（第２の実施形態）
以上の通り、具体的な実施形態を一つ説明したが、上述した実施形態は例示であって実施形態を限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、送信超音波の送信前において、送信超音波の送信周波数と受信超音波の受信周波数とを判定し、送信周波数と受信周波数とが同じ場合に送信周波数及び受信周波数を切り替える形態を例示した。ここではさらに、複数の受信超音波を受信し、送信超音波の送信周波数と複数の受信超音波の受信周波数とを判定する第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００について、第１の実施形態と異なる構成について説明する。
以上の通り、具体的な実施形態を一つ説明したが、上述した実施形態は例示であって実施形態を限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、送信超音波の送信前において、送信超音波の送信周波数と受信超音波の受信周波数とを判定し、送信周波数と受信周波数とが同じ場合に送信周波数及び受信周波数を切り替える形態を例示した。ここではさらに、複数の受信超音波を受信し、送信超音波の送信周波数と複数の受信超音波の受信周波数とを判定する第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００について、第１の実施形態と異なる構成について説明する。
【0053】
図５は、第２の実施形態に係る超音波センサ１０の概略構成を示す図である。図５に示すように、第２の実施形態に係る超音波センサ１０においては、超音波センサデバイス２００に複数の受信デバイス２１０を備える点で、第１の実施形態と構成が異なる。
【0054】
図６は、第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００の記憶部１２０に記憶された「周波数情報」、「送信情報」、及び「受信情報」を示す。図６に示すように、第２の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００の記憶部１２０に格納された「受信情報」において、複数の受信デバイス２１０に対する受信状況及び受信周波数が格納されている点で、第１の実施形態と異なる。
【0055】
【0056】
図７Ａ～図７Ｃにおいて、超音波センサ制御装置１００の起動時における送信周波数は例えば第１周波数（ＵＦ１）が設定されているものとする。また、第１受信デバイス、第２受信デバイス、及び第３受信デバイスの各受信周波数はそれぞれ第１周波数（ＵＦ１）、第２周波数（ＵＦ２）、及び第３周波数（ＵＦ３）が設定されているものとする。また、超音波センサ制御装置１００は、第１周波数（ＵＦ１）を送信し、対象物に反射した反射波を第１受信デバイスが第１周波数（ＵＦ１）で受信して、その対象物までの距離を測定するというものである。
【0057】
図７Ａにおいては、時刻Ｔ４で送信デバイス２２０から送信した超音波が対象物に反射して、この反射した超音波を、第１受信デバイスが、時刻Ｔ８で受信するものとする。一方で、図７Ａにおいては、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ５においては、この超音波センサ制御装置１００とは別の装置から送信された超音波を第１受信デバイスが第１周波数（ＵＦ１）で受信しているものとする。
【0058】
この場合、図７Ａに示す例においては、第１受信デバイスが時刻Ｔ５で受信した超音波を時刻Ｔ４で送信した超音波の反射波として認識してしまう。受信すべき超音波は、時刻Ｔ８で受信すべきであるのに対し、時刻Ｔ５で誤って受信しているため、送信デバイス２２０から超音波を送信してから超音波を受信するまでの時間が短くなる。すなわち、測距が誤って行われることになる。
【0059】
一方で、図７Ｂに示す例においては、時刻Ｔ１、時刻Ｔ２、及び時刻Ｔ３において、それぞれ第１受信デバイス、第２受信デバイス、及び第３受信デバイスで、第１周波数（ＵＦ１）、第２周波数（ＵＦ２）、及び第３周波数（ＵＦ３）の超音波を受信している。この場合、第２の実施形態における周波数判定部１１２は、送信デバイス２２０からの超音波送信までのタイミングで、送信周波数である第１周波数（ＵＦ１）の超音波を第１受信デバイスで受信したと判定する。
【0060】
この周波数判定部１１２の判定結果に基づいて、周波数切替部１１３は、送信周波数及び第１受信デバイスの受信周波数を、第１周波数（ＵＦ１）とは異なる周波数に切り替える。ここで第２の実施形態においては、第１受信デバイス以外の第２及び第３受信デバイスにおいても、第２周波数（ＵＦ２）及び第３周波数（ＵＦ３）を受信している。そのため、送信超音波の送信周波数を第１周波数（ＵＦ１）とは異なる周波数である第２周波数（ＵＦ２）及び第３周波数（ＵＦ３）に切り替えた場合、時刻Ｔ６又は時刻Ｔ７において、誤って受信超音波を受信することになる。
【0061】
そのため、第２の実施形態においては、周波数切替部１１３は、複数の受信デバイス２１０に対する受信周波数とは異なる周波数に切り替える。例えば、図７Ｂに示す例においては、送信超音波の周波数、及び第１受信デバイスの受信周波数を第４周波数（ＵＦ４）に切り替える。これにより、図７Ｂに示す例においては、時刻Ｔ５のタイミングにおいて第１周波数（ＵＦ１）の超音波を受信しない。また、時刻Ｔ８において正しく第４周波数（ＵＦ４）の超音波を受信することができる。これにより、超音波センサ制御装置１００を用いた測距システムにおいて、誤った受信をなくし、正しい距離の測定ができる。
【0062】
また、第２の実施形態における超音波センサ制御装置１００において、周波数切替部１１３は、複数の受信デバイス２１０に対する受信周波数の内、受信超音波を受信していない受信周波数に、送信周波数及び第１受信デバイスの受信周波数を切り替えてもよい。例えば、図７Ｃに示す例において、送信デバイス２２０からの送信超音波の送信前に、第３受信デバイスで、受信超音波を受信していない。よって、図７Ｃに示す例において、送信超音波の周波数、及び第１受信デバイスの受信周波数を、第３受信デバイスで受信していない第３周波数（ＵＦ３）に切り替える。これにより、図７Ｃに示す例においては、時刻Ｔ５のタイミングにおいて第１周波数（ＵＦ１）の超音波を受信しない。また、時刻Ｔ８において正しく第３周波数（ＵＦ３）の超音波を受信することがでる。これにより、超音波センサ制御装置１００を用いた測距システムにおいて、誤った受信をなくし、正しい距離の測定ができる。
【0063】
上述の通り、第２の実施形態における超音波センサ制御装置１００の受信部１１１は、複数の受信超音波を受信する複数の受信デバイス２１０から複数の受信超音波を受信する。また、周波数判定部１１２は、送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、受信部１１１で受信した受信周波数と、送信周波数とが異なるか否かを判定する。さらに、周波数切替部１１３は、受信周波数と、送信周波数とが同じであると判定した場合に、送信周波数及び複数の受信周波数を、周波数判定部１１２における判定時点の複数の受信デバイス２１０で受信可能な周波数とは異なる周波数に切り替える。
【0064】
この構成により、第２の実施形態に係る超音波センサ１０においては、複数の受信デバイス２１０で受信可能な複数の周波数を検知することが可能となる。これにより、他システム由来の超音波による誤った受信をより低減することができるため、より正確な測距システムを実現することが可能となる。
【0065】
また、第２の実施形態における超音波センサ制御装置１００の受信部１１１は、複数の受信超音波を受信する複数の受信デバイス２１０から複数の受信超音波を受信する。また、周波数判定部１１２は、送信超音波を送信するタイミング以前の所定の期間に、受信部１１１で受信した受信周波数と、送信周波数とが異なるか否かを判定する。さらに、周波数切替部１１３は、受信周波数と、送信周波数とが同じであると判定した場合に、送信周波数及び複数の受信周波数を、周波数判定部における判定時点の複数の受信デバイスで受信可能な周波数のうち、受信部で受信した受信超音波の受信周波数とは異なる周波数に切り替える構成としてもよい。
【0066】
この構成により、第２の実施形態に係る超音波センサ１０においては、複数の受信デバイス２１０で受信可能な複数の周波数を検知することが可能となる。また、この構成においては、適用可能な周波数の数を少なくすることができる。これにより、他システム由来の超音波による誤った受信をより低減することができるため、より正確な測距システムを実現することが可能となる。
【0067】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１及び／又は第２の実施形態と同じ符号を用いる場合、第１及び／又は第２の実施形態と同一の構成を示し、特に説明がない限り先行する説明を参照する。ここでは、複数の送信超音波を送信し、受信した複数の受信超音波の受信タイミングを判定する、第３の実施形態に係る超音波センサ１０について、第１及び／又は第２の実施形態と異なる構成について説明する。
次に、第３の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１及び／又は第２の実施形態と同じ符号を用いる場合、第１及び／又は第２の実施形態と同一の構成を示し、特に説明がない限り先行する説明を参照する。ここでは、複数の送信超音波を送信し、受信した複数の受信超音波の受信タイミングを判定する、第３の実施形態に係る超音波センサ１０について、第１及び／又は第２の実施形態と異なる構成について説明する。
【0068】
図８は、第３の実施形態に係る超音波センサ１０の概略構成を示す図である。図８に示すように、第３の実施形態に係る超音波センサ１０においては、超音波センサデバイス２００に、複数の送信デバイス２２０及び複数の受信デバイス２１０を備える点で、第１及び／又は第２の実施形態と構成が異なる。
【0069】
図９は、第３の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００の記憶部１２０に記憶された「周波数情報」、「送信情報」、及び「受信情報」を示す。図９に示すように、第３の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００の記憶部１２０に格納された「送信情報」において、複数の送信デバイス２２０に対する送信状況及び送信周波数が格納されている点で、第２の実施形態と異なる。
【0070】
また、図９に示すように、第３の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００の記憶部１２０に格納された「送信情報」及び「受信情報」において、それぞれ送信時刻、及び受信時刻の項目を設ける点で、第１及び第２の実施形態と異なる。図９に示す例においては、送信時刻で示す「タイミングＡ」は第１送信デバイスで送信した超音波の送信時刻を示す。また、送信時刻で示す「タイミングＡ＋時間Ｂ」は、第２送信デバイスで送信した超音波の送信時刻を示し、「タイミングＡ」から「時間Ｂ」だけ経過した時刻を示す。また、「タイミングＣ」及び「タイミングＤ」は、それぞれ第１受信デバイス及び第２受信デバイスで超音波を受信した時刻を示す。
【0071】
【0072】
図１０Ａ、及び図１０Ｂにおいて、超音波センサ制御装置１００の起動時における第１送信デバイス、及び第２送信デバイスの送信周波数は、例えばそれぞれ第１周波数（ＵＦ１）及び第２周波数（ＵＦ２）が設定されているものとする。また、第１受信デバイス、及び第２受信デバイスの受信周波数は、それぞれ第１周波数（ＵＦ１）、及び第２周波数（ＵＦ２）が設定されているものとする。また、超音波センサ制御装置１００は、第１送信デバイス及び第２送信デバイスから第１周波数（ＵＦ１）及び第２周波数（ＵＦ２）の送信超音波を送信する。そして対象物に反射した反射波を第１受信デバイスが第１周波数（ＵＦ１）で受信、又は第２受信デバイスが第２周波数（ＵＦ２）で受信して、その対象物までの距離を測定するというものである。なお、第１送信デバイス及び第２送信デバイスから送信される送信超音波の送信周波数は、それぞれ第１送信周波数、及び第２送信周波数に相当する。同様に、第１受信デバイス及び第２受信デバイスで受信する受信周波数は、それぞれ第１受信周波数、及び第２受信周波数に相当する。
【0073】
さらに、第３の実施形態においては、第１及び第２送信デバイスから送信される送信超音波の送信順番と、第１及び第２受信デバイスで受信する反射波の受信順番を比較し、他の超音波センサシステムからの信号の混信がないかを判定する。なお、第１送信デバイスから送信される送信超音波は、第１送信超音波に相当する。また、第２送信デバイスから送信される送信超音波は、第２送信超音波に相当する。同様に、第１受信デバイスで受信する受信超音波は、第１受信超音波に相当する。また、第２受信デバイスで受信する受信超音波は、第２受信超音波に相当する。
【0074】
例えば、図１０Ａに示す例において、超音波センサ１０は、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ２において、第１及び第２送信デバイスから第１周波数（ＵＦ１）及び第２周波数（ＵＦ２）の順番で送信超音波を送信する。ここで、第１及び第２受信デバイスにおいては、他の超音波センサからの信号の混信がない場合、反射波を第１周波数（ＵＦ１）及び第２周波数（ＵＦ２）の順で受信するが、図１０Ａに示す例においては、時刻Ｔ３で先に第２周波数（ＵＦ２）を受信している。この第３の実施形態に係る超音波センサ１０により、第２周波数（ＵＦ２）の超音波による混信の発生を認識することが可能となる。
【0075】
図１０Ｂを参照し、第３の実施形態に係る超音波センサ１０の処理について説明を進める。例えば、第３の実施形態における超音波センサ１０においては、図１０Ｂの時刻Ｔ３～時刻Ｔ５で受信した受信超音波について、受信しない（受信信号として使用しない）としてもよい。その後、周波数切替部１１３において、第１及び第２送信デバイスの送信周波数を例えば第３周波数（ＵＦ３）及び第４周波数（ＵＦ４）に変更する。時刻Ｔ６及び時刻Ｔ７において、第１及び第２送信デバイスから第３周波数（ＵＦ３）及び第４周波数（ＵＦ４）の超音波を送信する。
【0076】
その後、時刻Ｔ８及び時刻Ｔ９において、第１及び第２受信デバイスは、それぞれ第３周波数（ＵＦ３）及び第４周波数（ＵＦ４）の受信超音波を受信する。この第１及び第２受信デバイスが受信した第３周波数（ＵＦ３）及び第４周波数（ＵＦ４）の受信順番は、時刻Ｔ６及び時刻Ｔ７で第１及び第２送信デバイスが送信した第３周波数（ＵＦ３）及び第４周波数（ＵＦ４）の送信超音波の送信順番と同じである。よって、第３の実施形態における超音波センサ１０において、受信した第３周波数（ＵＦ３）及び／又は第４周波数（ＵＦ４）を用いて測距等の処理を行うことができる。
【0077】
（超音波センサ制御装置１００の処理フローの概略）
次に、図１１に示すフローチャートを用いて第３の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００における処理（超音波センサ制御方法）の流れを示す。図１１のフローチャートに示す超音波センサ制御装置１００の一連の動作は、超音波センサ制御装置１００が起動されると開始され、送信超音波の送信により処理を終了する。また、図１１に示すフローチャートは、電源オフや、処理終了又はタイムアウトの割り込みによっても処理は終了する。また、以下のフローチャートの説明において、上述の超音波センサ制御装置１００の説明で記載した内容と同じ内容については、省略又は簡略化して説明する。
次に、図１１に示すフローチャートを用いて第３の実施形態に係る超音波センサ制御装置１００における処理（超音波センサ制御方法）の流れを示す。図１１のフローチャートに示す超音波センサ制御装置１００の一連の動作は、超音波センサ制御装置１００が起動されると開始され、送信超音波の送信により処理を終了する。また、図１１に示すフローチャートは、電源オフや、処理終了又はタイムアウトの割り込みによっても処理は終了する。また、以下のフローチャートの説明において、上述の超音波センサ制御装置１００の説明で記載した内容と同じ内容については、省略又は簡略化して説明する。
【0078】
ステップＳ１１０１において、送信制御部１１４は、送信デバイス２２０に対して複数の送信周波数の送信超音波を、所定の順番（所定の組み合わせ）で送信するように制御する。これにより、複数の送信デバイス２２０から複数の送信超音波が送信される。
【0079】
ステップＳ１１０２において、受信部１１１は、複数の受信超音波を受信したか否かを判定する。ステップＳ１１０２において、受信部１１１は、複数の受信超音波を受信したと判定した場合（ステップＳ１１０２：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１１０３に進む。一方で、ステップＳ１１０２において、受信部１１１は、複数の受信超音波を受信していないと判定した場合（ステップＳ１１０２：ＮＯ）には、処理はステップＳ１１０２に戻る。すなわち、複数の受信超音波を受信するまで、処理はステップＳ１１０２が繰り返し実行される。なお、超音波センサ１０の異常等により、正常に複数の受信超音波が受信されない状態においては、所定の時間経過後にタイムアウトの割り込み等により、図１１に示す処理を終了する構成としてもよい。
【0080】
ステップＳ１１０３において、周波数判定部１１２は、受信した受信超音波を、所定の組み合わせで受信したか否かを判定する。ここで所定の組み合わせは、例えば、第１送信デバイス及び第２送信デバイスから送信した送信超音波の送信順番である。ステップＳ１１０３において、周波数判定部１１２は、受信した受信超音波を、所定の組み合わせで受信したと判定した場合（ステップＳ１１０３：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１１０５に進む。一方で、ステップＳ１１０３において、周波数判定部１１２は、受信した受信超音波を、所定の組み合わせで受信したと判定しない場合（ステップＳ１１０３：ＮＯ）には、処理はステップＳ１１０４に進む。
【0081】
ステップＳ１１０４において、周波数切替部１１３は、送信超音波の送信周波数、及び受信超音波の受信周波数を切り替えて変更する。具体的には、周波数切替部１１３は、記憶部１２０に記憶された、複数の送信デバイス２２０の送信情報の送信周波数、及び複数の受信デバイス２１０の受信情報の受信周波数を、異なる周波数に切り替えて変更する。
【0082】
ステップＳ１１０５において、送信制御部１１４は、送信超音波を送信する。具体的には、ステップＳ１１０５において、送信制御部１１４は、記憶部１２０に記憶された送信情報の送信周波数で、複数の送信デバイス２２０から所定の順番で送信超音波を送信させる。また、送信制御部１１４は、送信超音波を送信後に、記憶部１２０に記憶された複数の送信デバイス２２０の送信情報の送信状況を「送信済」に変更する。
【0083】
なお、上述の第３の実施形態における超音波センサ１０においては、第１及び第２送信デバイスから送信される送信周波数の送信順番に対して、周波数判定部１１２が、第１及び第２受信デバイスで受信する受信周波数の受信順番を判定する例を示した。第３の実施形態においては、上述の送信順番、及び受信順番について、例えば同時とする構成としてもよい。例えば、第１及び第２送信デバイスから異なる送信周波数の送信超音波を同時に送信し、周波数判定部１１２が、第１及び第２受信デバイスで受信する受信超音波を同時に受信するか否かを判定する構成としてもよい。なお、この場合、周波数判定部１１２は、第１及び第２受信デバイスで受信する受信超音波を同時に受信するか否かの判定において、完全に同時である必要はなく、所定の期間のマージンを設けて同時に受信したか否かを判定してもよい。
【0084】
上述の通り、第３の実施形態における超音波センサ１０の送信制御部１１４は、第１送信周波数の第１送信超音波と、第２送信周波数の第２送信超音波とを続けて送信するように送信デバイス２２０を制御する。また、受信部１１１は、複数の受信超音波を受信する複数の受信デバイス２１０から第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信する。また、周波数判定部１１２は、第１受信超音波の第１受信周波数、及び第２受信超音波の第２受信周波数を、第１送信周波数及び第２送信周波数と比較した結果を判定する。さらに、周波数切替部１１３は、第１受信周波数が第１送信周波数と異なる場合、又は第２受信周波数が、第２送信周波数と異なる場合に、第１送信周波数、第２送信周波数、第１受信周波数及び第２受信周波数を、第１送信周波数及び第２送信周波数と異なる周波数に切り替える。
【0085】
この構成により、第３の実施形態に係る超音波センサ１０は、送信周波数及び受信周波数の所定の組み合わせに基づいて、他の装置からの混信があるか否かを判定することが可能となる。すなわち、第３の実施形態においては、送信デバイス２２０からの送信超音波の送信後においても、他の装置からの超音波の混信を判定、及び解消の処理を効率よく行うことが可能となり、実際の測距においては、混信による誤った測定を防ぐことが可能となる。
【0086】
また、第３の実施形態における超音波センサ１０の送信制御部１１４は、第１送信周波数の第１送信超音波と、第２送信周波数の第２送信超音波とを続けて送信するように送信デバイス２２０を制御する。また、受信部１１１は、複数の受信超音波を受信する複数の受信デバイス２１０から第１受信超音波と、第２受信超音波とを受信する。また、周波数判定部１１２は、第１受信超音波の第１受信周波数、及び第２受信超音波の第２受信周波数を、第１送信周波数及び第２送信周波数と比較した結果を判定する。さらに、周波数切替部１１３は、第１受信周波数及び第２受信周波数が、第１送信周波数又は第２送信周波数のいずれか一方の周波数と同じ周波数であって、第１受信超音波及び第２受信超音波の受信が同じタイミングでない場合に、第１送信周波数、第２送信周波数、第１受信周波数及び第２受信周波数を、第１送信周波数及び第２送信周波数と異なる周波数に切り替える構成としてもよい。
【0087】
この構成により、第３の実施形態に係る超音波センサ１０は、送信周波数及び受信周波数の所定の組み合わせに基づいて、他の装置からの混信があるか否かを判定することが可能となる。すなわち、第３の実施形態においては、送信デバイス２２０からの送信超音波の送信後においても、他の装置からの超音波の混信を判定、及び解消の処理を効率よく行うことが可能となり、実際の測距においては、混信による誤った測定を防ぐことが可能となる。
【0088】
（他の実施形態）
なお、上述の実施形態は、実施する形態の一例である。このため、本実施形態は、上述の実施形態に限定されることはなく、これ以外の形態であっても、本実施形態に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは言うまでもない。
なお、上述の実施形態は、実施する形態の一例である。このため、本実施形態は、上述の実施形態に限定されることはなく、これ以外の形態であっても、本実施形態に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0089】
上述の第３の実施形態における超音波センサ１０においては、複数の送信超音波及び複数の受信超音波の所定の順番（組み合わせ）で、混信があるか否かを判定する方法を示した。例えば、この複数の送信超音波において、送信順番の組み合わせにより所定のコードを生成し、受信デバイス２１０において、この所定のコードの順番で受信超音波を受信するか否かを判定する構成としてもよい。例えば、第１送信デバイスからの超音波の送信を「０」で表し、第２送信デバイスから超音波の送信を「１」で表す。この場合において第１及び第２送信デバイスからの超音波の送信を４回連続で行う場合には、コードとして「００００」及び「１１１１」を除く「０００１」～「１１１０」の１４パターンのコードを作成することが可能となる。さらに、この第１及び第２送信デバイスからの超音波の送信回数を増やすことで、適用可能なコードの数も増加し、例えば、同種のシステムを用いる場合でも、混信を避けるシステムを実現することが可能となる。
【0090】
また、上述の実施形態における超音波センサ制御装置１００においては、周波数判定部１１２により、受信超音波の受信周波数と、送信超音波の送信周波数とを比較し、受信周波数と、送信周波数とが同じであるか否かを判定する実施形態について示した。この形態は実施形態の構成を限定するものでない。例えば、超音波センサ制御装置１００は、周波数特性を切り替えられることを可能とする超音波センサ１０を用いて、受信判定の結果に基づいて、超音波センサ１０の周波数特性を切り替える構成を適用してもよい。また、いくつかの専用周波数を用いた複数の超音波センサ１０において、周波数を判定し、切り替えて使用する構成としてもよい。さらには、超音波センサ制御装置１００は、より広い範囲の周波数を送信及び受信できる超音波センサ１０があって、その駆動波形を変えたり、受信波形の分析の仕方を複数適用したりすることで、実質複数の周波数を使い分けることを可能する構成としてもよい。
【0091】
また、上述した超音波センサ制御装置１００における処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム（超音波センサ制御プログラム）、及びそのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、本実施形態の範囲に含まれる。ここで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体の種類は任意である。また、上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。
【符号の説明】
【0092】
１０ 超音波センサ
１００ 超音波センサ制御装置
１１１ 受信部
１１２ 周波数判定部
１１３ 周波数切替部
１１４ 送信制御部
１２０ 記憶部
２００ 超音波センサデバイス
２１０ 受信デバイス
２２０ 送信デバイス
１００ 超音波センサ制御装置
１１１ 受信部
１１２ 周波数判定部
１１３ 周波数切替部
１１４ 送信制御部
１２０ 記憶部
２００ 超音波センサデバイス
２１０ 受信デバイス
２２０ 送信デバイス
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】