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(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】P2024071279
(43)【公開日】2024-05-24
(54)【発明の名称】物体検知装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/537 20060101AFI20240517BHJP
G01S 15/34 20060101ALI20240517BHJP
G01S 15/931 20200101ALN20240517BHJP
【ＦＩ】
G01S7/537
G01S15/34
G01S15/931
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022182137
(22)【出願日】2022-11-14
(71)【出願人】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小山 優
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 寛
(72)【発明者】
【氏名】青山 哲也
(72)【発明者】
【氏名】野村 卓也
【テーマコード（参考）】
5J083
【Ｆターム（参考）】
5J083AA02
5J083AB12
5J083AB13
5J083AC11
5J083AC29
5J083AD04
5J083AD13
5J083AF05
5J083BA03
5J083BA10
5J083BE08
5J083BE12
5J083BE53
5J083CA01
5J083CA10
(57)【要約】
【課題】符号の判定精度がよりいっそう向上した物体検知装置を提供すること。
【解決手段】物体検知装置（１０）は、送信信号生成部（１２）と相関信号生成部（１３４）と信号判定部（１４）とを備える。送信信号生成部は、時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に複数種類の送信信号のうちの一つを出力する。相関信号生成部は、参照信号と受信信号との相関を示す相関信号を生成する。相関信号生成部は、複数種類の送信信号に対応して、複数設けられる。信号判定部は、相関信号に基づいて、受信波が探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である信号判定を実行する。信号判定部は、複数の相関信号の比較により、信号判定を実行する。
【選択図】図１
【解決手段】物体検知装置（１０）は、送信信号生成部（１２）と相関信号生成部（１３４）と信号判定部（１４）とを備える。送信信号生成部は、時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に複数種類の送信信号のうちの一つを出力する。相関信号生成部は、参照信号と受信信号との相関を示す相関信号を生成する。相関信号生成部は、複数種類の送信信号に対応して、複数設けられる。信号判定部は、相関信号に基づいて、受信波が探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である信号判定を実行する。信号判定部は、複数の相関信号の比較により、信号判定を実行する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体検知装置（１０）であって、
時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、前記送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に、複数種類の前記送信信号のうちの一つを出力する、送信信号生成部（１２）と、
前記送信信号に対応する参照信号と、受信部（１１２）が受信した超音波である受信波に応じて出力した受信信号との相関を示す相関信号を生成する、相関信号生成部（１３４）と、
前記相関信号に基づいて、前記受信波が前記探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である信号判定を実行する、信号判定部（１４）と、
を備え、
前記相関信号生成部は、複数種類の前記送信信号に対応して、複数設けられ、
前記信号判定部は、複数の前記相関信号の比較により、前記信号判定を実行する、
物体検知装置。
時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、前記送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に、複数種類の前記送信信号のうちの一つを出力する、送信信号生成部（１２）と、
前記送信信号に対応する参照信号と、受信部（１１２）が受信した超音波である受信波に応じて出力した受信信号との相関を示す相関信号を生成する、相関信号生成部（１３４）と、
前記相関信号に基づいて、前記受信波が前記探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である信号判定を実行する、信号判定部（１４）と、
を備え、
前記相関信号生成部は、複数種類の前記送信信号に対応して、複数設けられ、
前記信号判定部は、複数の前記相関信号の比較により、前記信号判定を実行する、
物体検知装置。
【請求項2】
複数種類の前記送信信号は、第一送信信号と第二送信信号とを含み、
前記第一送信信号と前記第二送信信号とのうち、一方は周波数が単調増加し、他方は周波数が単調減少し、
前記相関信号生成部は、前記第一送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号と、前記第二送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号とを生成する、
請求項１に記載の物体検知装置。
前記第一送信信号と前記第二送信信号とのうち、一方は周波数が単調増加し、他方は周波数が単調減少し、
前記相関信号生成部は、前記第一送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号と、前記第二送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号とを生成する、
請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項3】
前記第一送信信号における周波数帯域と、前記第二送信信号における周波数帯域とは、一部が重複し残部が重複しないように設定された、
請求項２に記載の物体検知装置。
請求項２に記載の物体検知装置。
【請求項4】
前記受信信号を振幅信号に変換する、振幅信号生成部（１３２）をさらに備え、
前記信号判定部は、前記振幅信号に基づいて設定した時間範囲である符号判定範囲における複数の前記相関信号を比較することで、前記信号判定を実行する、
請求項１に記載の物体検知装置。
前記信号判定部は、前記振幅信号に基づいて設定した時間範囲である符号判定範囲における複数の前記相関信号を比較することで、前記信号判定を実行する、
請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項5】
前記信号判定部は、前記振幅信号が上昇して所定の振幅閾値に達した時点での前記振幅信号の変化率に基づいて、前記符号判定範囲を設定する、
請求項４に記載の物体検知装置。
請求項４に記載の物体検知装置。
【請求項6】
前記振幅信号の判定のための閾値である振幅閾値と、前記相関信号の判定のための閾値である相関閾値とで、異なった値を使用する、
請求項４に記載の物体検知装置。
請求項４に記載の物体検知装置。
【請求項7】
前記振幅信号生成部は、前記受信信号を第一フィルタ部（１３５）によってフィルタ処理した信号に基づいて前記振幅信号を生成し、
前記相関信号生成部は、前記受信信号を第二フィルタ部（１３６）によってフィルタ処理した信号に基づいて前記相関信号を生成し、
前記第一フィルタ部と前記第二フィルタ部とで、Ｑ値が異なる、
請求項４に記載の物体検知装置。
前記相関信号生成部は、前記受信信号を第二フィルタ部（１３６）によってフィルタ処理した信号に基づいて前記相関信号を生成し、
前記第一フィルタ部と前記第二フィルタ部とで、Ｑ値が異なる、
請求項４に記載の物体検知装置。
【請求項8】
前記信号判定部は、前記送信信号の信号長に基づいて、前記符号判定範囲の時間幅を設定する、
請求項４に記載の物体検知装置。
請求項４に記載の物体検知装置。
【請求項9】
前記信号判定部は、前記相関信号から前記受信信号の振幅の影響を除した正規化相関信号に基づいて、前記信号判定を実行する、
請求項１～８のいずれか１つに記載の物体検知装置。
請求項１～８のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【請求項10】
前記信号判定部は、前記信号判定に用いられる少なくとも前記相関信号を生成するために用いられるフィルタ処理および相関演算で発生するディレイを補正した後、前記信号判定を実行する、
請求項１に記載の物体検知装置。
請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項11】
前記送信信号は、線形チャープ信号である、
請求項１に記載の物体検知装置。
請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項12】
前記参照信号は、前記送信信号よりも狭い周波数帯域で設定された、
請求項１に記載の物体検知装置。
請求項１に記載の物体検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物体検知装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に記載された物体検知装置は、送波部と、受波部と、周波数一致度算出部と、振幅ピーク検出部と、距離判定部とを備えている。送波部は、周波数が時間の経過とともに所定のパターンで変化する超音波を、探査波として送信する。受波部は、超音波を受信する。周波数一致度算出部は、受信波の周波数と所定のパターンとの一致度を算出する。振幅ピーク検出部は、受信波の振幅のピークを検出する。具体的には、例えば、振幅ピーク検出部は、受信波の振幅の傾きと所定の傾き閾値とを比較することにより、受信波の振幅のピークを検出する。距離判定部は、周波数一致度算出部が算出した一致度、および、振幅ピーク検出部による振幅のピークの検出結果に基づいて、物体との距離を判定する。
【0003】
探査波に含まれる周波数のパターンが反射波に現れるのは、反射波の振幅がある程度大きくなったときである。したがって、特許文献１に記載された物体検知装置は、周波数の一致度と振幅のピークの検出結果とに基づいて物体との距離を判定することにより、物体の検知精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第７０００９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この種の物体検出装置において、符号判定精度、すなわち、今回の受信波が自己の送信した探査波の物体による反射波であるかの判定精度を、可能な限り向上することが求められている。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、例えば、符号判定の精度がよりいっそう向上した物体検知装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１に記載の物体検知装置（１０）は、
時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、前記送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に、複数種類の前記送信信号のうちの一つを出力する、送信信号生成部（１２）と、
前記送信信号に対応する参照信号と、受信部（１１２）が受信した超音波である受信波に応じて出力した受信信号との相関を示す相関信号を生成する、相関信号生成部（１３４）と、
前記相関信号に基づいて、前記受信波が前記探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である符号判定を実行する、信号判定部（１４）と、
を備え、
前記相関信号生成部は、複数種類の前記送信信号に対応して、複数設けられ、
前記信号判定部は、複数の前記相関信号の比較により、前記符号判定を実行する。
時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、前記送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に、複数種類の前記送信信号のうちの一つを出力する、送信信号生成部（１２）と、
前記送信信号に対応する参照信号と、受信部（１１２）が受信した超音波である受信波に応じて出力した受信信号との相関を示す相関信号を生成する、相関信号生成部（１３４）と、
前記相関信号に基づいて、前記受信波が前記探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である符号判定を実行する、信号判定部（１４）と、
を備え、
前記相関信号生成部は、複数種類の前記送信信号に対応して、複数設けられ、
前記信号判定部は、複数の前記相関信号の比較により、前記符号判定を実行する。
【0007】
なお、出願書類の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付される場合がある。しかしながら、かかる参照符号は、同要素と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を、単に示すものにすぎない。よって、本発明は、上記の参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第一実施形態に係る物体検知装置の概略的な機能構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の第二実施形態に係る物体検知装置の概略的な機能構成を示すブロック図である。
【図12】本発明の第三実施形態に係る物体検知装置の概略的な機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例は、実施形態の説明の後にまとめて記載する。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例は、実施形態の説明の後にまとめて記載する。
【0010】
（第一実施形態：構成）
図１は、第一実施形態に係る物体検知装置１０の概略構成を示す。図１を参照すると、物体検知装置１０は、車両等の移動体に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する物体Ｂを検知するように構成されている。ここで、物体検知装置１０の検知対象である物体Ｂは、物体検知装置１０を搭載する移動体の移動の障害となり得る有形物であって、「障害物」や「障害物候補物体」や「物標」とも称され得る。また、物体Ｂを「検知する」とは、少なくとも物体Ｂすなわち障害物の存在を検知することをいい、物体Ｂまでの距離の測定や、物体Ｂの種別（例えば、歩行者、他車両、建造物、等。）や形状の判定等を行うことも含み得るものとする。例えば、物体Ｂまでの距離の有効な測定値が取得されていることは、かかる測定値に対応する物体Ｂの存在を示すこととなり得る。したがって、例えば、物体検知装置１０が、物体Ｂまでの距離を測定して自車両に搭載された不図示の外部装置に出力するものであって、かかる出力には物体Ｂの存否を直接的に表す情報が含まれない場合であっても、かかる物体検知装置１０は、物体Ｂを「検知する」装置であると云い得る。物体Ｂの「存否を直接的に表す情報」とは、例えば、物体Ｂが所定の検知範囲内に存在する場合には「１」や「ＨＩ」となる一方で存在しない場合には「０」や「ＬＯ」となるような、信号またはデータである。物体Ｂの種別や形状の判定についても同様であり、これらが有効に判定されていることは、かかる判定結果に対応する物体Ｂの存在を示すこととなり得る。
図１は、第一実施形態に係る物体検知装置１０の概略構成を示す。図１を参照すると、物体検知装置１０は、車両等の移動体に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する物体Ｂを検知するように構成されている。ここで、物体検知装置１０の検知対象である物体Ｂは、物体検知装置１０を搭載する移動体の移動の障害となり得る有形物であって、「障害物」や「障害物候補物体」や「物標」とも称され得る。また、物体Ｂを「検知する」とは、少なくとも物体Ｂすなわち障害物の存在を検知することをいい、物体Ｂまでの距離の測定や、物体Ｂの種別（例えば、歩行者、他車両、建造物、等。）や形状の判定等を行うことも含み得るものとする。例えば、物体Ｂまでの距離の有効な測定値が取得されていることは、かかる測定値に対応する物体Ｂの存在を示すこととなり得る。したがって、例えば、物体検知装置１０が、物体Ｂまでの距離を測定して自車両に搭載された不図示の外部装置に出力するものであって、かかる出力には物体Ｂの存否を直接的に表す情報が含まれない場合であっても、かかる物体検知装置１０は、物体Ｂを「検知する」装置であると云い得る。物体Ｂの「存否を直接的に表す情報」とは、例えば、物体Ｂが所定の検知範囲内に存在する場合には「１」や「ＨＩ」となる一方で存在しない場合には「０」や「ＬＯ」となるような、信号またはデータである。物体Ｂの種別や形状の判定についても同様であり、これらが有効に判定されていることは、かかる判定結果に対応する物体Ｂの存在を示すこととなり得る。
【0011】
本実施形態においては、移動体は、車両、具体的には自動車であるものとする。また、物体検知装置１０を搭載した車両を、以下「自車両」と称する。物体検知装置１０は、自車両の外部空間に超音波である探査波を送信するとともに、かかる外部空間に存在する物体Ｂによる探査波の反射波を含む受信波を受信することで、かかる反射波を反射した物体Ｂを検知するように構成されている。「受信波」は、物体Ｂによる探査波の反射波の他に、ノイズや混信を含み得る。「混信」は、自車両に搭載された物体検知装置１０とは異なる他装置から送信された超音波を含み、典型的には、他車両に搭載された同種の装置からの探査波や、かかる探査波の建造物外壁等による反射波である。物体検知装置１０は、送受信部１１と、送信信号生成部１２と、受信信号処理部１３と、信号判定部１４と、制御部１５とを備えている。以下、物体検知装置１０における各部の構成について説明する。
【0012】
送受信部１１は、探査波の送信および受信波の受信を行うための構成要素であって、送信部１１１と受信部１１２とを備えている。送信部１１１は、送信信号生成部１２から入力された送信信号ＳＴに対応して周波数変調された超音波である探査波を、自車両の外部空間に送信可能に設けられている。受信部１１２は、超音波である受信波を受信するとともに、かかる受信波の受信状態（すなわち受信強度や周波数等）に応じた受信信号ＳＤを生成して受信信号処理部１３に出力するように構成されている。本実施形態においては、送受信部１１は、いわゆる「送受信一体型」の構成を有している。すなわち、送信部１１１は、超音波の発信機能および受信機能を有する一つのトランスデューサ１１３と、かかるトランスデューサ１１３に電気接続された送信回路１１４とを備えている。また、受信部１１２は、送信部１１１と共通の一つのトランスデューサ１１３と、かかるトランスデューサ１１３に電気接続された受信回路１１５とを備えている。トランスデューサ１１３は、圧電素子等の電気－機械エネルギー変換素子を内蔵し、所定の共振周波数を有する、いわゆる共振型の超音波マイクロフォンとしての構成を有している。
【0013】
送信回路１１４は、入力された送信信号ＳＴに基づいてトランスデューサ１１３を駆動することで、トランスデューサ１１３にて超音波帯域の探査波を発信させるように設けられている。具体的には、送信回路１１４は、トランスデューサ１１３を駆動するための駆動信号を送信信号ＳＴに基づいて生成するための、デジタル／アナログ変換回路やドライバ回路等の回路構成を有している。すなわち、送信回路１１４は、送信信号生成部１２から出力された送信信号ＳＴに対してデジタル／アナログ変換等の処理を施し、これにより生成された交流電圧である駆動信号すなわち駆動電圧をトランスデューサ１１３に印加するように構成されている。受信回路１１５は、トランスデューサ１１３における受信波の受信結果に対応する受信信号ＳＤを生成するとともに、生成した受信信号ＳＤを受信信号処理部１３に出力するように設けられている。具体的には、受信回路１１５は、受信波の受信によりトランスデューサ１１３にて発生した交流電圧である素子発生電圧を受信信号ＳＤに変換するための、増幅回路やアナログ／デジタル変換回路等の回路構成を有している。すなわち、受信回路１１５は、トランスデューサ１１３から入力された電圧信号である素子発生電圧に対して、増幅やアナログ／デジタル変換等の信号処理を行うことで、受信波の周波数および振幅に応じた受信信号ＳＤを生成および出力するように構成されている。
【0014】
送信信号生成部１２は、時間とともに周波数が変化する送信信号ＳＴを生成して送信部１１１に出力するように設けられている。すなわち、送信信号生成部１２は、所定の周波数範囲内の任意の周波数の交流信号（例えばパルス状信号）を周波数可変に生成可能な発信回路等の回路構成を有している。本実施形態においては、送信信号生成部１２は、周波数の変化態様が異なる複数種類の送信信号ＳＴを生成可能であって、かかる複数種類の送信信号ＳＴのうちの一つを送信部１１１に出力するように構成されている。具体的には、送信信号生成部１２は、図２Ａ等に示されているように、周波数が増加する特徴を有するアップ送信信号ＳＴ１と、周波数が減少する特徴を有するダウン送信信号ＳＴ２とを生成および出力可能に構成されている。図２Ａ等において、横軸ｔは時間を示し、縦軸ｆは周波数を示す。アップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２とのうちの一方が「第一送信信号」に相当し、他方が「第二送信信号」に相当する。すなわち、送信信号生成部１２が生成および出力可能な送信信号ＳＴには、アップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２とが含まれている。本実施形態においては、送信信号生成部１２は、アップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２とのいずれか一方を選択的すなわち択一的に生成および出力するように構成されている。以下、説明の簡素化のため、アップ送信信号ＳＴ１が「第一送信信号」に相当し、ダウン送信信号ＳＴ２が「第二送信信号」に相当するものとする。しかしながら、後述するように、本発明が、かかる態様に限定されるべきものではないことは、云うまでもなく明白である。
【0015】
例えば、図２Ａに示されているように、アップ送信信号ＳＴ１およびダウン送信信号ＳＴ２は、周波数が曲線的且つ連続的に変化する信号として設定され得る。この場合、アップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２とは、周波数の変化態様が図中上下反転した関係に設定されている。すなわち、アップ送信信号ＳＴ１における周波数の時間経過に伴う上昇態様と、ダウン送信信号ＳＴ２における周波数の時間経過に伴う低下態様とは、一致するように設定されている。具体的には、アップ送信信号ＳＴ１は、時間とともに所定の下限周波数ｆｄから所定の上限周波数ｆｕに向かって周波数が増加するとともに、周波数増加量が時間とともに増加するように設定されている。一方、ダウン送信信号ＳＴ２は、時間とともに上限周波数ｆｕから下限周波数ｆｄに向かって周波数が減少するとともに、周波数減少量が時間とともに増加するように設定されている。そして、開始時点すなわちｔ＝０の時点からの経過時間が同じである場合に、アップ送信信号ＳＴ１の傾きすなわち単位時間あたりの周波数増加量と、ダウン送信信号ＳＴ２の傾きすなわち単位時間あたりの周波数減少量とは、同一となるように設定されている。図２Ａに示されている中心周波数ｆｃは、下限周波数ｆｄと上限周波数ｆｕとの中間値すなわち平均値であって、典型的には共振周波数である。アップ送信信号ＳＴ１の波形と、ダウン送信信号ＳＴ２の波形とは、中心周波数ｆｃにて交点を有するように設定されている。
【0016】
あるいは、例えば、図２Ｂに示されているように、アップ送信信号ＳＴ１およびダウン送信信号ＳＴ２は、周波数が直線的に変化する、いわゆる線形チャープ信号として設定され得る。この場合、アップ送信信号ＳＴ１は、時間とともに下限周波数ｆｄから上限周波数ｆｕに向かって周波数が直線的に増加するように設定されている。一方、ダウン送信信号ＳＴ２は、時間とともに上限周波数ｆｕから下限周波数ｆｄに向かって周波数が直線的に減少するように設定されている。そして、アップ送信信号ＳＴ１の傾きすなわち単位時間あたりの周波数増加量と、ダウン送信信号ＳＴ２の傾きすなわち単位時間あたりの周波数減少量とは、絶対値が同一で符号すなわち正負が逆となるように設定されている。このように、図２Ｂの例においても、図２Ａの例と同様に、アップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２とは、周波数の変化態様が図中上下反転した関係に設定されている。また、アップ送信信号ＳＴ１の波形と、ダウン送信信号ＳＴ２の波形とは、中心周波数ｆｃにて交点を有するように設定されている。
【0017】
ここで、図２Ａおよび図２Ｂに示されている送信信号ＳＴの例においては、アップ送信信号ＳＴ１における周波数帯域（すなわちｆｄ～ｆｕ）と、ダウン送信信号ＳＴ２における周波数帯域とは、一致するように設定されている。これに対し、例えば、図２Ｃに示されているように、アップ送信信号ＳＴ１およびダウン送信信号ＳＴ２は、いわゆるシフトチャープ信号として設定され得る。この場合、アップ送信信号ＳＴ１における周波数帯域と、ダウン送信信号ＳＴ２における周波数帯域とは、一部が重複し残部が重複しないように設定されている。具体的には、図２Ｃの例では、アップ送信信号ＳＴ１は、時間とともに下限周波数ｆｄから上側中間周波数ｆｍｕに向かって周波数が直線的に増加するように設定されている。上側中間周波数ｆｍｕは、上限周波数ｆｕと中心周波数ｆｃとの間の周波数である。一方、ダウン送信信号ＳＴ２は、時間とともに上限周波数ｆｕから下側中間周波数ｆｍｄに向かって周波数が直線的に減少するように設定されている。下側中間周波数ｆｍｄは、下限周波数ｆｄと中心周波数ｆｃとの間の周波数である。上側中間周波数ｆｍｕと下側中間周波数ｆｍｄとは、両者の中間値すなわち平均値が中心周波数ｆｃとなるように設定され得る。そして、重複する周波数帯域部分は、中心周波数ｆｃ付近（すなわちｆｍｄ～ｆｍｕ）に設けられている。
【0018】
再び図１を参照すると、受信信号処理部１３は、受信回路１１５から出力された受信信号ＳＤに対してフィルタ処理等の各種の信号処理を実行することで振幅信号ＳＡおよび相関信号を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。受信信号処理部１３は、プログラムの実行により所定の機能を奏するＣＰＵ等を備えた車載マイクロコンピュータ、および／または、フィルタ処理等の所定の処理機能を奏するように構成されたハードウエア回路としての構成を有している。具体的には、受信信号処理部１３は、フィルタ部１３１と、振幅信号生成部１３２と、参照信号出力部１３３と、相関信号生成部１３４とを備えている。
【0019】
フィルタ部１３１は、受信信号ＳＤに対してフィルタ処理（例えばバンドパスフィルタ処理）を実行して、フィルタ処理後の受信信号ＳＤであるフィルタ処理後信号ＳＦを振幅信号生成部１３２および相関信号生成部１３４に出力するように構成されている。振幅信号生成部１３２は、フィルタ処理後信号ＳＦを振幅信号ＳＡに変換するように設けられている。「振幅信号ＳＡ」は、交流信号である受信信号ＳＤすなわちフィルタ処理後信号ＳＦにおける振幅の大きさ（例えば振幅の包絡線）を示す信号である。具体的には、振幅信号生成部１３２は、フィルタ処理後信号ＳＦに基づいて、包絡検波等の周知の手法を用いて、振幅信号ＳＡを生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。なお、直交検波後のＩ，Ｑ信号（すなわち複素信号）の場合はローパスフィルタをかけることで、元信号にバンドパスフィルタをかけたのと同じ効果が得られる。
【0020】
参照信号出力部１３３は、相関信号生成部１３４における相関演算に用いる参照信号を相関信号生成部１３４に出力するように設けられている。「相関演算」とは、二つの信号の相関すなわち類似度、換言すれば、上記特許文献１における「一致度」に相当するものを算出することをいい、演算結果である相関信号は、値が大きければ相関すなわち類似度が高いことを示すものである。参照信号は、相関演算のために、受信信号ＳＤすなわちフィルタ処理後信号ＳＦにおける周波数特性と対照するための基準信号であって、送信信号ＳＴの周波数特性に対応する周波数特性を有している。すなわち、参照信号出力部１３３は、送信信号生成部１２から出力された送信信号ＳＴに基づいて、相関信号生成部１３４に出力する参照信号を決定するように構成されている。具体的には、参照信号出力部１３３は、アップ送信信号ＳＴ１すなわち第一送信信号に対応して第一参照信号ＳＲ１を出力するとともに、ダウン送信信号ＳＴ２すなわち第二送信信号に対応して第二参照信号ＳＲ２を出力するようになっている。
【0021】
ここで、マイク特性すなわち送受信部１１の周波数特性により送信信号ＳＴ＝受信信号ＳＤとはならないことを考慮し、本実施形態においては、図３に示されているように、参照信号は、送信信号ＳＴよりも狭い周波数帯域で設定されている。より詳細には、図３は、アップ送信信号ＳＴ１およびダウン送信信号ＳＴ２がともに線形チャープ信号である場合の、送信信号ＳＴと参照信号との対応関係を示す。図３において、左側の送信信号ＳＴは図２Ｂと同一であり、右側のＳＲは参照信号を示す。図３に示されているように、第一参照信号ＳＲ１は、アップ送信信号ＳＴ１における周波数特性の一部、具体的には中心周波数ｆｃを中心としてアップ送信信号ＳＴ１における周波数帯域の略半分に対応する周波数帯域に設定されている。また、第一参照信号ＳＲ１は、アップ送信信号ＳＴ１における傾きすなわち単位時間あたりの周波数変化量と同一の傾きを有している。同様に、第二参照信号ＳＲ２は、ダウン送信信号ＳＴ２における周波数特性の一部、具体的には中心周波数ｆｃを中心としてダウン送信信号ＳＴ２における周波数帯域の略半分に対応する周波数帯域に設定されている。また、第二参照信号ＳＲ２は、ダウン送信信号ＳＴ２における傾きと同一の傾きを有している。
【0022】
再び図１を参照すると、相関信号生成部１３４は、送信信号ＳＴに対応する参照信号とフィルタ処理後信号ＳＦとの相関すなわち周波数特性の類似度を示す相関信号を生成するように設けられている。具体的には、相関信号生成部１３４は、フィルタ処理後信号ＳＦに基づいて、周知の手法を用いて、相関信号を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。相関信号生成部１３４は、受信信号ＳＤすなわちフィルタ処理後信号ＳＦと参照信号との相関処理演算のための相関フィルタ（例えばマッチドフィルタ）としての構成を有している。相関信号の生成、すなわち、相関算出の手法としては、例えば、複素受信信号を参照信号に基づいてベクトル回転し、加算する手法、等がある（例えば、特開２０２２－１２４８２４号公報等参照）。マッチドフィルタ等の相関フィルタは、本願の出願時点において既に周知技術となっている（例えば、特開２００８－２５６５６８号公報等参照。）。よって、相関信号生成部１３４の構成、および、これによる相関信号算出手法のこれ以上の詳細については、説明を省略する。
【0023】
本実施形態においては、相関信号生成部１３４は、送信信号生成部１２が生成および出力可能な複数種類の送信信号ＳＴに対応して、複数設けられている。すなわち、相関信号生成部１３４は、送信信号生成部１２がＮ種類の送信信号ＳＴを生成および出力可能な構成を有している場合に、Ｎ個の相関フィルタを備えている。具体的には、送信信号生成部１２がアップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２との二種類の送信信号ＳＴから一つを択一的に出力することに対応して、相関信号生成部１３４は、相関フィルタとしての第一相関信号生成部１３４ａおよび第二相関信号生成部１３４ｂを有している。第一相関信号生成部１３４ａは、アップ送信信号ＳＴ１に対応して設けられている。第二相関信号生成部１３４ｂは、ダウン送信信号ＳＴ２に対応して設けられている。これに対応して、参照信号出力部１３３は、第一参照信号ＳＲ１を第一相関信号生成部１３４ａに出力するとともに、第二参照信号ＳＲ２を第二相関信号生成部１３４ｂに出力するようになっている。そして、第一相関信号生成部１３４ａは、第一参照信号ＳＲ１とフィルタ処理後信号ＳＦとの相関を示す第一相関信号ＳＣ１を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。同様に、第二相関信号生成部１３４ｂは、第二参照信号ＳＲ２とフィルタ処理後信号ＳＦとの相関を示す第二相関信号ＳＣ２を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。
【0024】
信号判定部１４は、相関信号生成部１３４が生成および出力した相関信号に基づいて、符号判定を実行するように設けられている。「符号判定」は、今回受信した受信波が、今回（すなわち当該受信波の受信の直前に）送信した探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である。換言すれば、符号判定は、物体検知装置１０における受信部１１２にて今回受信した受信波が、当該物体検知装置１０における送信部１１１から送信された探査波の物体Ｂによる反射波であるか否かの判定である。かかる判定がＹＥＳの場合、すなわち、物体検知装置１０における受信部１１２にて今回受信した受信波が当該物体検知装置１０における送信部１１１から送信された探査波の物体Ｂによる反射波である場合、当該受信波を、以下「正規波」と称する。これに対し、かかる判定がＮＯである場合を、以下「混信」と称する。信号判定部１４は、プログラムの実行により所定の機能を奏するＣＰＵ等を備えた車載マイクロコンピュータ、および／または、所定の機能を奏するように構成されたハードウエア回路としての構成を有している。
【0025】
本実施形態においては、信号判定部１４は、複数の相関信号の比較により、符号判定を実行するように構成されている。具体的には、信号判定部１４は、送信信号生成部１２が第一送信信号としてのアップ送信信号ＳＴ１を出力した場合、第一相関信号ＳＣ１が第二相関信号ＳＣ２よりも高い相関を示せば正規波であると判定する一方、低い相関を示せば混信であると判定するようになっている。
【0026】
より詳細には、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡに基づいて設定された時間範囲である符号判定範囲における複数の相関信号を比較することで、符号判定を実行するように構成されている。具体的には、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡに基づいて、符号判定範囲の始点および時間幅のうちの、少なくとも始点を決定するようになっている。そして、信号判定部１４は、決定した符号判定範囲にて検出した、第一相関信号ＳＣ１の最大値と第二相関信号ＳＣ２の最大値との比較結果に基づいて、正規波であるか混信であるかを判定するようになっている。すなわち、信号判定部１４は、送信信号ＳＴがアップ送信信号ＳＴ１である場合に、第一相関信号ＳＣ１の最大値の方が大きければ受信波が正規波であると判定する一方、第二相関信号ＳＣ２の最大値の方が大きければ混信であると判定するようになっている。同様に、信号判定部１４は、送信信号ＳＴがダウン送信信号ＳＴ２である場合に、第二相関信号ＳＣ２の最大値の方が大きければ受信波が正規波であると判定する一方、第一相関信号ＳＣ１の最大値の方が大きければ混信であると判定するようになっている。
【0027】
制御部１５は、物体検知装置１０の全体の動作を制御するように設けられている。制御部１５は、プログラムの実行により所定の機能を奏するＣＰＵ等を備えた車載マイクロコンピュータ、および／または、所定の機能を奏するように構成されたハードウエア回路としての構成を有している。また、制御部１５は、自車両に搭載された不図示の外部装置と情報通信可能に電気接続されている。かかる外部装置は、例えば、物体検知装置１０による物体検知結果を利用して自車両の運転制御を実行する電子制御装置（すなわち例えば自動運転ＥＣＵ等）である。ＥＣＵはＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略である。制御部１５は、符号すなわち送信部１１１に出力する送信信号ＳＴを設定すなわち選択するための設定信号や、探査波の送信の開始および停止を制御するための送信指示信号を、送信信号生成部１２に出力するようになっている。また、制御部１５は、信号判定部１４から符号判定結果を受領するようになっている。そして、制御部１５は、受領した符号判定結果に基づいて物体Ｂの検知結果に対応する検知信号を生成するとともに、かかる検知信号を上記の外部装置に向けて出力するようになっている。
【0028】
（第一実施形態：動作概要）
以下、本実施形態の構成の動作概要について、かかる構成により奏される効果とともに、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、本実施形態に係る物体検知装置１０の装置構成と、これにより実行される物体検知方法やコンピュータプログラムとを総称して、単に「本実施形態」と称することがある。
以下、本実施形態の構成の動作概要について、かかる構成により奏される効果とともに、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、本実施形態に係る物体検知装置１０の装置構成と、これにより実行される物体検知方法やコンピュータプログラムとを総称して、単に「本実施形態」と称することがある。
【0029】
制御部１５は、所定の物体検知条件が成立すると、設定信号および送信指示信号を送信信号生成部１２に出力する。「所定の物体検知条件」は、例えば、自車両の運転状態（すなわちシフトポジションや車速等）を含む。すると、送信信号生成部１２は、設定信号に基づいて、生成可能な複数種類の送信信号ＳＴのうちの一つを生成して、送信部１１１に出力する。送信部１１１は、入力された送信信号ＳＴの周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を、自車両の外部空間に向けて送信する。探査波は、送信信号ＳＴに基づいて、周波数変調により符号化される。
【0030】
受信部１１２は、超音波である受信波を受信すると、かかる受信波の振幅および周波数に応じた信号である受信信号ＳＤを生成して受信信号処理部１３に出力する。受信信号処理部１３において、フィルタ部１３１は、受信信号ＳＤに対してフィルタ処理を実行して、フィルタ処理後信号ＳＦを生成する。生成されたフィルタ処理後信号ＳＦは、振幅信号生成部１３２および相関信号生成部１３４に入力される。振幅信号生成部１３２は、フィルタ処理後信号ＳＦを振幅信号ＳＡに変換して、かかる振幅信号ＳＡを信号判定部１４に出力する。相関信号生成部１３４は、参照信号出力部１３３から出力された参照信号とフィルタ処理後信号ＳＦとの相関を示す相関信号を生成して信号判定部１４に出力する。
【0031】
信号判定部１４は、受信信号処理部１３によって生成された振幅信号ＳＡおよび相関信号に基づいて、符号判定を実行する。具体的には、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡに基づいて、符号判定範囲を設定する。「符号判定範囲」とは、時間とともに値が変動する振幅信号ＳＡや相関信号において、符号判定に用いる時間範囲、具体的には、符号判定に用いる値を検出あるいは抽出する時間範囲である。例えば、信号判定部１４は、図４に示されているように、振幅信号ＳＡが立ち上がって振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡを始点とする所定の時間幅Ｗを、符号判定範囲として設定する。本具体例においては、振幅閾値ＴＨＡは、時間経過に応じて可変に設定されている。すなわち、振幅閾値ＴＨＡは、低値にて一定に保持されてから高値に上昇して高値にて所定期間保持された後に低下する特性を有している。そして、信号判定部１４は、設定した符号判定範囲における相関信号に基づいて、符号判定を実行する。
【0032】
ここで、例えば、符号判定範囲が反射波の中心から大きくずれてしまうと、符号判定を誤る可能性がある。かかる不具合は、典型的には、反射波の振幅が非常に大きくて振幅が飽和した場合や、複数の反射波により振幅信号波形が乱れた場合等に発生する。そこで、本実施形態においては、送信信号生成部１２は、複数種類の送信信号ＳＴのうちの一つを選択的に出力するように設けられている。また、相関信号生成部１３４は、複数種類の送信信号ＳＴに対応して、複数設けられている。そして、信号判定部１４は、相関信号生成部１３４が生成した複数の相関信号の比較により、符号判定を実行する。
【0033】
具体的には、図４に示されている例においては、振幅信号ＳＡは、混信に対応する副振幅ピークＰＡ１と、正規波に対応する主振幅ピークＰＡ２とを有しているものとする。この場合、第一相関信号ＳＣ１は、副振幅ピークＰＡ１に対応する第一副相関ピークＰＣ１１と、主振幅ピークＰＡ２に対応する第一主相関ピークＰＣ１２とを有している。第一副相関ピークＰＣ１１は、相関閾値ＴＨＣを超えないピークである。第一主相関ピークＰＣ１２は、相関閾値ＴＨＣを超えるピークである。一方、第二相関信号ＳＣ２は、副振幅ピークＰＡ１に対応する第二副相関ピークＰＣ２１と、主振幅ピークＰＡ２に対応する第二主相関ピークＰＣ２２とを有している。第二副相関ピークＰＣ２１は、相関閾値ＴＨＣを超えるピークである。第二主相関ピークＰＣ２２は、相関閾値ＴＨＣを超えないピークである。この点、図４に示されているように、符号判定範囲は、第一副相関ピークＰＣ１１や第二副相関ピークＰＣ２１は含まない一方、第一主相関ピークＰＣ１２や第二主相関ピークＰＣ２２は含むように設定される。そして、設定された符号判定範囲においては、第一主相関ピークＰＣ１２が相関閾値ＴＨＣを超える一方、第二主相関ピークＰＣ２２は相関閾値ＴＨＣを超えない。すなわち、第一主相関ピークＰＣ１２＞第二主相関ピークＰＣ２２である。そこで、この場合、信号判定部１４は、第一主相関ピークＰＣ１２に対応する主振幅ピークＰＡ２が正規波に対応する反射波によるものであると判定する。換言すれば、この場合、信号判定部１４は、主振幅ピークＰＡ２に対応する受信波が正規波であると判定する。
【0034】
図５は、上記の判定態様に対応するフローチャートを示す。かかる動作例においては、送信信号ＳＴは、第一送信信号すなわちアップ送信信号ＳＴ１であるものとする。また、図５のフローチャートにおいて、「Ｓ」は「ステップ」の略記である。後述する他のフローチャートにおいても同様である。
【0035】
図５を参照すると、まず、ステップ５０１にて、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡの立ち上がり（すなわち図４に示されているｔＡ）を検出する。次に、ステップ５０２にて、信号判定部１４は、ステップ５０１にて検出した振幅信号ＳＡの立ち上がりを基準として、符号判定範囲を設定する。続いて、ステップ５０３にて、信号判定部１４は、ステップ５０２にて設定した符号判定範囲にて、相関信号のピークを検出する。具体的には、信号判定部１４は、第一相関信号ＳＣ１におけるピークであるピーク１と、第二相関信号ＳＣ２におけるピークであるピーク２とを、符号判定範囲にて検出する。そして、ステップ５０４にて、信号判定部１４は、ステップ５０３にて検出した複数の相関信号のピークを比較する。具体的には、信号判定部１４は、ピーク１とピーク２との大小を比較する。ピーク１＞ピーク２である場合（すなわちステップ５０４＝ＹＥＳ）、信号判定部１４は、ステップ５０５の処理を実行する。ステップ５０５にて、信号判定部１４は、今回の受信波に含まれる符号は自符号であること、すなわち、今回の受信波は正規波であることを判定する。「自符号」とは、実際に送信された探査波に含まれる、符号すなわち周波数変調態様である。具体的には、例えば、アップ送信信号ＳＴ１の符号を「１」とし、ダウン送信信号ＳＴ２の符号を「０」とすると、今回実際に送信した探査波に対応する送信信号ＳＴがアップ送信信号ＳＴ１である場合、自符号は「１」である。一方、ピーク１＜ピーク２である場合（すなわちステップ５０４＝ＮＯ）、信号判定部１４は、ステップ５０６の処理を実行する。ステップ５０６にて、信号判定部１４は、今回の受信波に含まれる符号は自符号ではないこと、すなわち、今回の受信波は混信であることを判定する。
【0036】
このように、本実施形態においては、複数の送信信号ＳＴ（すなわち第一送信信号および第二送信信号）にそれぞれ対応する複数の相関信号（すなわち第一相関信号ＳＣ１および第二相関信号ＳＣ２）の比較により、符号判定を実行する。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上する。また、振幅信号ＳＡの立ち上がりを基準に符号判定を実行することで、路面反射等の振幅が小さい受信波に起因する誤判定が良好に抑制され得る。さらに、図２Ｃに示されているような、いわゆるシフトチャープを用いることで、符号判定の精度がよりいっそう向上する。
【0037】
ところで、共振型の超音波マイクロフォンであるトランスデューサ１１３のマイク特性すなわち送受信部１１の周波数特性によれば、送信信号ＳＴ＝受信信号ＳＤとはならない。すなわち、例えば、駆動信号の周波数が共振周波数から離れるほど、探査波における周波数の追従性が低下する。よって、送信信号ＳＴの周波数特性と、実際に発信される探査波における周波数特性との間には、偏差が生じる。よって、探査波の反射波に起因して発生する受信信号ＳＤにおける周波数特性と、送信信号ＳＴの周波数特性との間にも、偏差が生じる。このため、送信信号ＳＴの周波数帯域は、マイク周波数帯域よりも広く設定され得る。「マイク周波数帯域」は、共振周波数における送受信部１１の利得を０ｄｂとしたときの、０～－３ｄＢとなる周波数範囲である。この点、図３に示されているように、参照信号を補正して送信信号ＳＴよりも狭い周波数帯域で設定することで、符号判定の精度がよりいっそう向上する。
【0038】
また、フィルタ処理や相関演算においては、ディレイが発生する。すなわち、図４を参照すると、振幅信号ＳＡの波形と、第一相関信号ＳＣ１の波形と、第二相関信号ＳＣ２の波形との間には、通常、時間軸に沿ったズレが生じ得る。そこで、信号判定部１４は、符号判定に用いられる少なくとも相関信号を生成するために用いられるフィルタ処理および相関演算で発生するディレイを補正した後、符号判定を実行する。図４は、かかる補正によりディレイが補償された状態の波形同士の関係を示している。かかる補正は、例えば、実験や計算機シミュレーションを用いた適合試験によって得られた適合補正値を用いて行われ得る。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
【0039】
（第一実施形態：変形例１）
以下、上記第一実施形態に対して適用され得る一変形例について説明する。なお、以下の本変形例の説明においては、主として、上記第一実施形態と異なる部分について説明する。また、第一実施形態と本変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の本変形例の説明において、上記第一実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記第一実施形態における説明が適宜援用され得る。後述の他の変形例や第二実施形態や第三実施形態等についても同様である。
以下、上記第一実施形態に対して適用され得る一変形例について説明する。なお、以下の本変形例の説明においては、主として、上記第一実施形態と異なる部分について説明する。また、第一実施形態と本変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の本変形例の説明において、上記第一実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記第一実施形態における説明が適宜援用され得る。後述の他の変形例や第二実施形態や第三実施形態等についても同様である。
【0040】
ステップ５０３におけるピーク検出において、相関閾値ＴＨＣ以上となるピークのみを検出してもよい。また、かかるピーク検出において、ピークがない場合は、符号判定範囲内における最大値が用いられる。この場合、検出する最大値は、相関閾値ＴＨＣ以上となる値のみであってもよい。ここで、振幅信号ＳＡと相関信号とは、それぞれ、挙動が異なる。そこで、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡの判定のための閾値である振幅閾値ＴＨＡと、相関信号の判定のための閾値である相関閾値ＴＨＣとで、異なった値を使用してもよい。具体的には、例えば、振幅閾値ＴＨＡは、時間とともに変化するように設定され得る。これに対し、相関閾値ＴＨＣは、時間とともに変化しない一定値として設定され得る。このように、振幅閾値ＴＨＡと相関閾値ＴＨＣとで、時間経過に伴う変化態様を変えることで、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
【0041】
また、送信信号ＳＴの信号長は、装置の仕様やシーン等に応じて変更され得る。そこで、本変形例においては、信号判定部１４は、送信信号ＳＴの信号長すなわちパルス数に基づいて、符号判定範囲の時間幅Ｗを設定する。具体的には、図６Ａは、信号長が長い場合（例えば６４パルス）を示す。一方、図６Ｂは、信号長が短い場合（例えば１６パルス）を示す。図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、符号判定範囲の時間幅Ｗは、信号長が短い場合よりも長い場合の方が広く（すなわち長く）設定される。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。なお、時間幅Ｗは、信号長が長い場合と短い場合との二段階、すなわち、信号長が所定値よりも長い場合の値と所定値以下の場合の値との選択により設定されてもよい。あるいは、時間幅Ｗは、信号長の長さに応じて複数段階で設定されてもよい。
【0042】
（第一実施形態：変形例３）
以下、他の変形例について、図１および図７を参照しつつ説明する。本変形例においては、符号判定範囲の始点は、振幅信号ＳＡが立ち上がって振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡに対してシフトすなわち補正された時点ｔＭに設定され得る。シフト量（すなわち補正量）であるΔｔ＝ｔＡ－ｔＭは、例えば、上記のディレイを考慮して、実験や計算機シミュレーションを用いた適合試験によって取得され得る。あるいは、Δｔは、例えば、車速等の運転条件に応じて可変に設定され得る。あるいは、Δｔは、例えば、後述するように、振幅信号ＳＡが上昇して所定の振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡでの振幅信号ＳＡの変化率（すなわち接線の傾き）に基づいて設定され得る。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
以下、他の変形例について、図１および図７を参照しつつ説明する。本変形例においては、符号判定範囲の始点は、振幅信号ＳＡが立ち上がって振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡに対してシフトすなわち補正された時点ｔＭに設定され得る。シフト量（すなわち補正量）であるΔｔ＝ｔＡ－ｔＭは、例えば、上記のディレイを考慮して、実験や計算機シミュレーションを用いた適合試験によって取得され得る。あるいは、Δｔは、例えば、車速等の運転条件に応じて可変に設定され得る。あるいは、Δｔは、例えば、後述するように、振幅信号ＳＡが上昇して所定の振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡでの振幅信号ＳＡの変化率（すなわち接線の傾き）に基づいて設定され得る。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
【0043】
（第一実施形態：変形例４）
以下、さらに他の変形例について、図１、図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃを参照しつつ説明する。本変形例においては、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡが上昇して所定の振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡでの振幅信号ＳＡの変化率ｄＡに基づいて、符号判定範囲を設定する。具体的には、図８Ａは、変化率ｄＡが大きい場合を示す。一方、図８Ｂおよび図８Ｃは、変化率ｄＡが小さい場合を示す。図８Ａおよび図８Ｂに示されているように、符号判定範囲の時間幅Ｗは、変化率ｄＡが小さい場合よりも大きい場合の方が広く（すなわち長く）設定され得る。なお、時間幅Ｗは、変化率ｄＡが大きい場合と小さい場合との二段階で設定されてもよいし、複数段階で設定されてもよい。あるいは、図８Ａおよび図８Ｃに示されているように、変化率ｄＡが小さい場合、符号判定範囲が、時間軸における「手前側」すなわち時間を遡る側にシフトされ得る。時間幅Ｗの変化と時間シフトとは、いずれか一方のみが用いられ得る他、併用もされ得る。このように、変化率ｄＡに基づいて符号判定範囲の時間幅Ｗやタイミングを設定することで、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
以下、さらに他の変形例について、図１、図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃを参照しつつ説明する。本変形例においては、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡが上昇して所定の振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡでの振幅信号ＳＡの変化率ｄＡに基づいて、符号判定範囲を設定する。具体的には、図８Ａは、変化率ｄＡが大きい場合を示す。一方、図８Ｂおよび図８Ｃは、変化率ｄＡが小さい場合を示す。図８Ａおよび図８Ｂに示されているように、符号判定範囲の時間幅Ｗは、変化率ｄＡが小さい場合よりも大きい場合の方が広く（すなわち長く）設定され得る。なお、時間幅Ｗは、変化率ｄＡが大きい場合と小さい場合との二段階で設定されてもよいし、複数段階で設定されてもよい。あるいは、図８Ａおよび図８Ｃに示されているように、変化率ｄＡが小さい場合、符号判定範囲が、時間軸における「手前側」すなわち時間を遡る側にシフトされ得る。時間幅Ｗの変化と時間シフトとは、いずれか一方のみが用いられ得る他、併用もされ得る。このように、変化率ｄＡに基づいて符号判定範囲の時間幅Ｗやタイミングを設定することで、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
【0044】
（第一実施形態：変形例５）
以下、さらに他の変形例について、図１、図９、および図１０を参照しつつ説明する。なお、図９における相関信号のタイムチャートには、参考までに、振幅信号ＳＡが点線で併記されている。本変形例においては、信号判定部１４は、相関信号が上昇して相関閾値ＴＨＣに達した時点に基づいて、符号判定範囲を設定する。具体的には、送信信号ＳＴがアップ送信信号ＳＴ１すなわち第一送信信号である場合、信号判定部１４は、図９に示されているように、第一主相関ピークＰＣ１２の立ち上がり部分にて相関閾値ＴＨＣに達した時点ｔＣ１を検出する。また、信号判定部１４は、かかる時点ｔＣ１を始点とする所定の時間幅Ｗを、符号判定範囲として設定する。そして、信号判定部１４は、設定した符号判定範囲における相関信号に基づいて、符号判定を実行する。具体的には、信号判定部１４は、設定した符号判定範囲における第一主相関ピークＰＣ１２と第二主相関ピークＰＣ２２との比較や、第一主相関ピークＰＣ１２が相関閾値ＴＨＣ以上か否かにより、符号判定を行う。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
以下、さらに他の変形例について、図１、図９、および図１０を参照しつつ説明する。なお、図９における相関信号のタイムチャートには、参考までに、振幅信号ＳＡが点線で併記されている。本変形例においては、信号判定部１４は、相関信号が上昇して相関閾値ＴＨＣに達した時点に基づいて、符号判定範囲を設定する。具体的には、送信信号ＳＴがアップ送信信号ＳＴ１すなわち第一送信信号である場合、信号判定部１４は、図９に示されているように、第一主相関ピークＰＣ１２の立ち上がり部分にて相関閾値ＴＨＣに達した時点ｔＣ１を検出する。また、信号判定部１４は、かかる時点ｔＣ１を始点とする所定の時間幅Ｗを、符号判定範囲として設定する。そして、信号判定部１４は、設定した符号判定範囲における相関信号に基づいて、符号判定を実行する。具体的には、信号判定部１４は、設定した符号判定範囲における第一主相関ピークＰＣ１２と第二主相関ピークＰＣ２２との比較や、第一主相関ピークＰＣ１２が相関閾値ＴＨＣ以上か否かにより、符号判定を行う。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
【0045】
図１０は、上記の判定態様に対応するフローチャートを示す。図１０を参照すると、まず、ステップ１００１にて、信号判定部１４は、相関信号の立ち上がり（すなわち図９に示されているｔＣ１）を検出する。次に、ステップ１００２にて、信号判定部１４は、ステップ１００１にて検出した相関信号の立ち上がりを基準として、符号判定範囲を設定する。続いて、ステップ１００３にて、信号判定部１４は、ステップ１００２にて設定した符号判定範囲にて、相関信号のピークを検出する。ステップ１００３におけるピーク検出は、図５におけるステップ５０３と同様である。ステップ１００４～ステップ１００６の処理内容は、それぞれ、図５におけるステップ５０４～ステップ５０６の処理内容と同様である。
【0046】
（第二実施形態）
図１に示されたフィルタ部１３１におけるＱ値は、相関を求める場合は低い方が好ましいが、振幅信号ＳＡを生成する場合は高い方が好ましい。このため、振幅信号ＳＡの生成用と、相関信号すなわち第一相関信号ＳＣ１および第二相関信号ＳＣ２の生成用とで、異なるフィルタＱ値を用いることが好適である。図１１は、かかる観点から上記第一実施形態を変容した、第二実施形態に係る物体検知装置１０の概略構成を示す。図１１を参照すると、物体検知装置１０は、第一フィルタ部１３５と第二フィルタ部１３６とを備えている。すなわち、本実施形態は、上記第一実施形態におけるフィルタ部１３１を、振幅信号ＳＡの生成用と相関信号の生成用とに分けた構成に相当する。そして、第一フィルタ部１３５と第二フィルタ部１３６とで、Ｑ値が異なる。すなわち、第一フィルタ部１３５の方が、第二フィルタ部１３６よりも、Ｑ値が高く設定されている。
図１に示されたフィルタ部１３１におけるＱ値は、相関を求める場合は低い方が好ましいが、振幅信号ＳＡを生成する場合は高い方が好ましい。このため、振幅信号ＳＡの生成用と、相関信号すなわち第一相関信号ＳＣ１および第二相関信号ＳＣ２の生成用とで、異なるフィルタＱ値を用いることが好適である。図１１は、かかる観点から上記第一実施形態を変容した、第二実施形態に係る物体検知装置１０の概略構成を示す。図１１を参照すると、物体検知装置１０は、第一フィルタ部１３５と第二フィルタ部１３６とを備えている。すなわち、本実施形態は、上記第一実施形態におけるフィルタ部１３１を、振幅信号ＳＡの生成用と相関信号の生成用とに分けた構成に相当する。そして、第一フィルタ部１３５と第二フィルタ部１３６とで、Ｑ値が異なる。すなわち、第一フィルタ部１３５の方が、第二フィルタ部１３６よりも、Ｑ値が高く設定されている。
【0047】
本実施形態においては、第一フィルタ部１３５は、受信信号ＳＤに対してフィルタ処理を実行して、フィルタ処理後の受信信号ＳＤである第一フィルタ処理後信号ＳＦ１を振幅信号生成部１３２に出力するように設けられている。第二フィルタ部１３６は、受信信号ＳＤに対してフィルタ処理を実行して、フィルタ処理後の受信信号ＳＤである第二フィルタ処理後信号ＳＦ２を相関信号生成部１３４に出力するように設けられている。
【0048】
かかる構成においては、振幅信号生成部１３２は、Ｑ値の高い第一フィルタ部１３５によって受信信号ＳＤをフィルタ処理して得られた第一フィルタ処理後信号ＳＦ１に基づいて、振幅信号ＳＡを生成する。一方、相関信号生成部１３４は、Ｑ値の低い第二フィルタ部１３６によって受信信号ＳＤをフィルタ処理して得られた第二フィルタ処理後信号ＳＦ２に基づいて、相関信号すなわち第一相関信号ＳＣ１および第二相関信号ＳＣ２を生成する。このように、本実施形態においては、可及的に簡略な装置構成により、振幅信号ＳＡの生成用と相関信号の生成用とで、異なるフィルタＱ値を用いることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、符号判定の精度がよりいっそう向上し得る。
【0049】
（第三実施形態）
図１２は、第三実施形態に係る物体検知装置１０の概略構成を示す。本実施形態においては、信号判定部１４は、第一フィルタ部１３５から出力された第一フィルタ処理後信号ＳＦ１を振幅が一定となるように正規化した信号に対し参照信号との相関を算出した正規化相関信号に基づいて、符号判定を実行するようになっている。すなわち、受信信号処理部１３は、いわゆる正規化相関処理を実行する正規化相関信号生成部１３７を備えている。正規化相関信号は、相関信号から受信信号ＳＤの振幅の影響を除した（すなわち低減した）信号である。具体的には、送信信号生成部１２がアップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２との二種類の送信信号ＳＴを生成および出力可能なことに対応して、正規化相関信号生成部１３７は、第一正規化相関信号生成部１３７ａと第二正規化相関信号生成部１３７ｂとを有している。第一正規化相関信号生成部１３７ａは、アップ送信信号ＳＴ１すなわち第一相関信号生成部１３４ａに対応して設けられている。第一正規化相関信号生成部１３７ａは、第二フィルタ処理後信号ＳＦ２を正規化した信号に対し第一参照信号ＳＲ１との相関を算出した第一正規化相関信号ＳＮ１を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。第二正規化相関信号生成部１３７ｂは、ダウン送信信号ＳＴ２すなわち第二相関信号生成部１３４ｂに対応して設けられている。第二正規化相関信号生成部１３７ｂは、第二フィルタ処理後信号ＳＦ２を正規化した信号に対し第二参照信号ＳＲ２との相関を算出した第二正規化相関信号ＳＮ２を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。
図１２は、第三実施形態に係る物体検知装置１０の概略構成を示す。本実施形態においては、信号判定部１４は、第一フィルタ部１３５から出力された第一フィルタ処理後信号ＳＦ１を振幅が一定となるように正規化した信号に対し参照信号との相関を算出した正規化相関信号に基づいて、符号判定を実行するようになっている。すなわち、受信信号処理部１３は、いわゆる正規化相関処理を実行する正規化相関信号生成部１３７を備えている。正規化相関信号は、相関信号から受信信号ＳＤの振幅の影響を除した（すなわち低減した）信号である。具体的には、送信信号生成部１２がアップ送信信号ＳＴ１とダウン送信信号ＳＴ２との二種類の送信信号ＳＴを生成および出力可能なことに対応して、正規化相関信号生成部１３７は、第一正規化相関信号生成部１３７ａと第二正規化相関信号生成部１３７ｂとを有している。第一正規化相関信号生成部１３７ａは、アップ送信信号ＳＴ１すなわち第一相関信号生成部１３４ａに対応して設けられている。第一正規化相関信号生成部１３７ａは、第二フィルタ処理後信号ＳＦ２を正規化した信号に対し第一参照信号ＳＲ１との相関を算出した第一正規化相関信号ＳＮ１を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。第二正規化相関信号生成部１３７ｂは、ダウン送信信号ＳＴ２すなわち第二相関信号生成部１３４ｂに対応して設けられている。第二正規化相関信号生成部１３７ｂは、第二フィルタ処理後信号ＳＦ２を正規化した信号に対し第二参照信号ＳＲ２との相関を算出した第二正規化相関信号ＳＮ２を生成して信号判定部１４に出力するように構成されている。
【0050】
ここで、相関演算や正規化演算によるディレイの発生を可及的に抑制するため、本実施形態においては、第一正規化相関信号生成部１３７ａは、第一相関信号生成部１３４ａと並列的に設けられている。すなわち、第一正規化相関信号生成部１３７ａは、第一参照信号ＳＲ１と第二フィルタ処理後信号ＳＦ２とを入力として第二フィルタ処理後信号ＳＦ２の振幅を正規化した後に相関演算を行い、演算結果である第一正規化相関信号ＳＮ１を信号判定部１４に出力するように構成されている。換言すれば、受信信号処理部１３は、第一相関信号生成部１３４ａにおける相関信号生成と、第一正規化相関信号生成部１３７ａにおける正規化相関信号生成とを、並列的に実行可能な構成を有している。同様に、第二正規化相関信号生成部１３７ｂは、第二相関信号生成部１３４ｂと並列的に設けられている。
【0051】
図１３および図１４は、上記第一実施形態と同様に、振幅信号ＳＡの立ち上がりを基準とした符号判定範囲にて符号判定を行う動作例を示す。図１３において、第一正規化相関信号ＳＮ１は、第一フィルタ部１３５から出力された第二フィルタ処理後信号ＳＦ２を振幅が一定となるように正規化した後に第一参照信号ＳＲ１との相関演算を行ったものである。同様に、第二正規化相関信号ＳＮ２は、第二フィルタ処理後信号ＳＦ２を正規化した後に第二参照信号ＳＲ２との相関演算を行ったものである。本動作例においては、信号判定部１４は、図１３に示されているように、振幅信号ＳＡが立ち上がって振幅閾値ＴＨＡに達した時点ｔＡを始点とする所定の時間幅Ｗを、符号判定範囲として設定する。そして、信号判定部１４は、設定した符号判定範囲における相関信号およびこれを正規化した正規化相関信号に基づいて、符号判定を実行する。具体的には、信号判定部１４は、符号判定範囲内にて相関信号のピークを検出して大小比較を行うとともに正規化相関信号を確認し、正規化相関信号が所定の正規化閾値ＴＨＮ以上であれば符号を確定する。
【0052】
相関信号の振幅は、受信信号ＳＤと参照信号の相関の高さだけでなく、受信信号ＳＤの振幅によっても変化し、受信信号ＳＤの振幅が大きいほど相関信号の振幅も大きくなる。このため非常に大きな振幅の反射波を受信した時に相関信号の振幅が大きくなり、閾値を超え誤判定が発生することがあったが、受信信号ＳＤの振幅の影響を除した相関信号を用いることで判定精度が向上する。
【0053】
（第三実施形態の変形１）
正規化相関信号は、相関信号を振幅信号ＳＡで除算した信号であってもよい。この場合、第一正規化相関信号ＳＮ１は、第一相関信号ＳＣ１を振幅信号ＳＡで除算し、正規化したものである。すなわち、ＳＮ１＝ＳＣ１/ＳＡである。同様に、第二正規化相関信号ＳＮ２は、第二相関信号ＳＣ２を振幅信号ＳＡで除算し、正規化したものである。正規化処理により、受信信号ＳＤの振幅に因らない信号を得ることができる。
正規化相関信号は、相関信号を振幅信号ＳＡで除算した信号であってもよい。この場合、第一正規化相関信号ＳＮ１は、第一相関信号ＳＣ１を振幅信号ＳＡで除算し、正規化したものである。すなわち、ＳＮ１＝ＳＣ１/ＳＡである。同様に、第二正規化相関信号ＳＮ２は、第二相関信号ＳＣ２を振幅信号ＳＡで除算し、正規化したものである。正規化処理により、受信信号ＳＤの振幅に因らない信号を得ることができる。
【0054】
（第三実施形態の変形２）
正規化相関信号は、相関信号の最大値を用いて相関信号を正規化した信号であってもよい。この場合、第一正規化相関信号ＳＮ１は、第一相関信号ＳＣ１における最大値を「１」として、これを正規化したものである。すなわち、ＳＮ１＝ＳＣ１／ＳＣ１（ＭＡＸ）である。同様に、第二正規化相関信号ＳＮ２は、第二相関信号ＳＣ２における最大値を「１」として、これを正規化したものである。正規化処理により、受信信号ＳＤの振幅が大きい場合でも相関信号の最大値を１とした信号を得ることができる。なお、正規化の手法については、特開２０２２－１２４８２４号等にも記載されているように、本願の出願時点において、既に公知あるいは周知となっている。このため、正規化の手法についてのこれ以上の詳細については、説明を省略する。
正規化相関信号は、相関信号の最大値を用いて相関信号を正規化した信号であってもよい。この場合、第一正規化相関信号ＳＮ１は、第一相関信号ＳＣ１における最大値を「１」として、これを正規化したものである。すなわち、ＳＮ１＝ＳＣ１／ＳＣ１（ＭＡＸ）である。同様に、第二正規化相関信号ＳＮ２は、第二相関信号ＳＣ２における最大値を「１」として、これを正規化したものである。正規化処理により、受信信号ＳＤの振幅が大きい場合でも相関信号の最大値を１とした信号を得ることができる。なお、正規化の手法については、特開２０２２－１２４８２４号等にも記載されているように、本願の出願時点において、既に公知あるいは周知となっている。このため、正規化の手法についてのこれ以上の詳細については、説明を省略する。
【0055】
図１４は、上記の符号判定態様に対応するフローチャートを示す。図１４に示されたステップ１４０１～ステップ１４０３の処理内容は、それぞれ、図５に示されたステップ５０１～ステップ５０３の処理内容と同様である。ステップ１４０４にて、信号判定部１４は、正規化相関信号生成部１３７から正規化相関信号を取得する。続いて、ステップ１４０５にて、信号判定部１４は、図５に示されたステップ５０４と同様に、ステップ１４０３にて検出した複数の相関信号のピークを比較する。具体的には、信号判定部１４は、ピーク１とピーク２との大小を比較する。ピーク１＞ピーク２である場合（すなわちステップ１４０５＝ＹＥＳ）、信号判定部１４は、ステップ１４０６の処理を実行する。ステップ１４０６にて、信号判定部１４は、ピーク１に対応する正規化相関信号が正規化閾値ＴＨＮ以上であるか、すなわち、図１３における第一主相関ピークＰＣ１２を正規化した値が正規化閾値ＴＨＮ以上であるかを判定する。正規化相関信号が正規化閾値ＴＨＮ以上である場合（すなわちステップ１４０６＝ＹＥＳ）、信号判定部１４は、ステップ１４０７の処理を実行する。ステップ１４０７にて、信号判定部１４は、今回の受信波に含まれる符号は自符号であること、すなわち、今回の受信波は正規波であることを判定する。これに対し、ピーク１＜ピーク２である場合（すなわちステップ１４０５＝ＮＯ）や、正規化相関信号が正規化閾値ＴＨＮ未満である場合（すなわちステップ１４０６＝ＮＯ）、信号判定部１４は、ステップ１４０８の処理を実行する。ステップ１４０８にて、信号判定部１４は、今回の受信波は混信であることを判定する。
【0056】
図１５および図１６は、相関信号の立ち上がりを基準とした符号判定範囲にて符号判定を行う動作例を示す。具体的には、本動作例においては、送信信号ＳＴがアップ送信信号ＳＴ１すなわち第一送信信号である場合、信号判定部１４は、図１５に示されているように、第一主相関ピークＰＣ１２の立ち上がり部分にて相関閾値ＴＨＣに達した時点ｔＣ１を検出する。また、信号判定部１４は、検出した時点ｔＣ１を始点とする所定の時間幅Ｗを、符号判定範囲として設定する。そして、信号判定部１４は、設定した符号判定範囲における相関信号および正規化相関信号に基づいて、符号判定を実行する。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
【0057】
図１６は、上記の符号判定態様に対応するフローチャートを示す。図１６を参照すると、まず、ステップ１６０１にて、信号判定部１４は、相関信号の立ち上がり（すなわち図１５に示されているｔＣ１）を検出する。次に、ステップ１６０２にて、信号判定部１４は、ステップ１６０１にて検出した相関信号の立ち上がりを基準として、符号判定範囲を設定する。すなわち、ステップ１６０１およびステップ１６０２の処理内容は、それぞれ、図１０に示されたステップ１００１およびステップ１００２の処理内容と同様である。また、ステップ１６０３～１６０８の処理内容は、それぞれ、図１４に示されたステップ１４０３～１４０８の処理内容と同様である。
【0058】
ステップ１４０３やステップ１６０３におけるピーク検出において、相関閾値ＴＨＣ以上のピークのみを検出してもよい。また、かかるピーク検出において、ピークがない場合は、符号判定範囲内における最大値が用いられる。この場合、検出する最大値は、相関閾値ＴＨＣ以上の値のみであってもよい。ここで、振幅信号ＳＡと相関信号と正規化相関信号とは、それぞれ、挙動が異なる。そこで、信号判定部１４は、振幅信号ＳＡの判定のための閾値である振幅閾値ＴＨＡと、相関信号の判定のための閾値である相関閾値ＴＨＣと、正規化相関信号の判定のための閾値である正規化閾値ＴＨＮとで、異なった値を使用してもよい。具体的には、例えば、図１３に示されているように、振幅閾値ＴＨＡは、時間とともに変化するように設定され得る。これに対し、相関閾値ＴＨＣおよび正規化閾値ＴＨＮは、時間とともに変化しない一定値として設定され得る。また、図１３や図１５において、正規化閾値ＴＨＮは、第一主相関ピークＰＣ１２の高さに対する相関閾値ＴＨＣの高さの比とは異なる値に設定され得る。これにより、符号判定の精度がよりいっそう向上され得る。
【0059】
例えば、他社のソナーを搭載した他車両である対向車が自車両に対向した場合、かかる対向車から送信された超音波を受信波として自車両における物体検知装置１０の受信部１１２で受信すると、受信波における振幅が非常に大きくなる。すると、自符号ではない誤った符号側の相関信号が大きくなることで、誤判定が発生してしまう可能性がある。この点、本実施形態によれば、正規化相関信号を用いることで、誤判定の発生を良好に抑制することが可能となる。
【0060】
（他の変形例）
本発明は、上記の各実施形態や各変形例の記載に限定されるものではない。すなわち、上記の各実施形態や各変形例に対しても、さらなる変更が加えられ得る。
本発明は、上記の各実施形態や各変形例の記載に限定されるものではない。すなわち、上記の各実施形態や各変形例に対しても、さらなる変更が加えられ得る。
【0061】
本発明は、上記の各実施形態や各変形例の記載のような装置構成に限定されない。具体的には、例えば、物体検知装置１０は、車載構成（すなわち車両に搭載される構成）に限定されない。よって、例えば、物体検知装置１０は、船舶等の水上航行体や、飛行機等の飛行体にも搭載され得る。
【0062】
送受信部１１は、単一のトランスデューサ１１３によって超音波を送受信可能な、いわゆる「送受信一体型」の構成に限定されない。すなわち、例えば、送信回路１１４に電気接続された送信用のトランスデューサ１１３と、受信回路１１５に電気接続された受信用のトランスデューサ１１３とが、個別に設けられていてもよい。
【0063】
上記の通り、物体検知装置１０における演算や判定を行う部分の全部または一部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発メモリ、インタフェース、等を備えた車載マイクロコンピュータとして構成され得る。「不揮発メモリ」は、電源投入中には記憶内容を書き換え可能である一方で電源遮断中には記憶内容を保持する機能を有するメモリであって、フラッシュメモリやハードディスク等がこれに含まれる。あるいは、かかる部分の全部または一部は、上記のような動作を可能に構成されたハードウエア回路（例えばＡＳＩＣやＦＰＧＡ）を備えた構成であってもよい。ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略である。ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。
【0064】
このように、上記の各機能構成および方法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つあるいは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、上記の各機能構成および方法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、上記の各機能構成および方法は、一つあるいは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移的実体的記憶媒体に記憶されていてもよい。すなわち、上記の各機能構成および方法は、これを実現するための手順を含むコンピュータプログラム、あるいは、当該プログラムを記憶した非遷移的実体的記憶媒体としても表現可能である。非遷移的実体的記憶媒体は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発メモリ、ＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、等が該当する。プログラムは、Ｖ２Ｘ通信を介して、ダウンロードあるいはアップグレードされ得る。Ｖ２ＸはＶｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｘの略である。あるいは、かかるプログラムは、車両等の移動体の製造工場、整備工場、販売店、等に設けられた端末機器を介して、ダウンロードあるいはアップグレードされ得る。
【0065】
送信信号生成部１２と受信信号処理部１３とは、同一の基板に設けられることでモジュールとして一体化され得る。受信信号処理部１３と信号判定部１４とについても同様である。信号判定部１４と制御部１５とについても同様である。よって、例えば、送信信号生成部１２と受信信号処理部１３と信号判定部１４と制御部１５とを同一基板にてモジュールとして一体化し、フィルタ部１３１等の特定の信号処理部をハードウエア回路として実装するとともに残部を少なくとも一つのＣＰＵあるいはＭＰＵにより実現してもよい。
【0066】
フィルタ部１３１は、受信信号ＳＤに対し、周知のＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタを用いてフィルタ処理するようになっていてもよい。または、受信信号ＳＤを直交検波、離散フーリエ変換、ＦＦＴ等にて周波数成分（すなわち複素ベクトル）に変換した後にフィルタ処理してもよい。複素ベクトルに変換してフィルタ処理した場合は、後段の振幅信号生成部１３２、相関信号生成部１３４、正規化相関信号生成部１３７も複素ベクトルにて種々の処理を行う。周波数成分の複素ベクトルにて処理を行うことでハードウエア回路の規模を縮小することができ、あるいはＣＰＵ、ＭＰＵでの計算量を減らすことができる。
【0067】
相関信号生成部１３４は、参照信号を内蔵していてもよい。すなわち、参照信号出力部１３３は、省略され得る。また、相関信号生成部１３４は、送信信号ＳＴの種類と同数設けられる。このため、例えば、送信信号生成部１２が生成および出力可能な送信信号ＳＴが四種類の場合、相関信号生成部１３４は、四つ設けられ得る。但し、相関信号生成部１３４を複数設けるということは、必ずしも、複数個の相関信号生成部１３４を個別且つ並列に設けることを意味しない。すなわち、例えば、共通の一つの相関信号生成部１３４に対して参照信号の入力を切り換えることで、複数の相関信号生成部１３４を時分割で実現することが可能となる。換言すれば、図１等において、第一相関信号生成部１３４ａと第二相関信号生成部１３４ｂとは、一体化され得る。図１２における正規化相関信号生成部１３７についても同様である。
【0068】
正規化相関信号生成部１３７は、図１に示された構成にも適用され得る。すなわち、正規化相関信号生成部１３７は、フィルタ部１３１の出力であるフィルタ処理後信号ＳＦを入力としてもよい。また、図１２を参照すると、正規化相関信号生成部１３７は、相関信号生成部１３４が生成した相関信号を正規化するように設けられていてもよい。すなわち、第一正規化相関信号生成部１３７ａは、第一相関信号生成部１３４ａから出力された第一相関信号ＳＣ１を入力として、これを正規化するように設けられていてもよい。同様に、第二正規化相関信号生成部１３７ｂは、第二相関信号生成部１３４ｂから出力された第二相関信号ＳＣ２を正規化するように設けられていてもよい。
【0069】
本発明は、上記の各実施形態や各変形例の記載のような動作態様に限定されない。具体的には、例えば、送信信号ＳＴにおける周波数変化態様は、図２Ａ等に示されているような単調増加や単調減少には限定されず、ステップ状等であってもよい。また、アップ送信信号ＳＴ１は、全体として周波数が増加する特徴を有していればよく、初期において中心周波数ｆｃあるいはその近辺の開始周波数から周波数が一旦短時間減少する部分を有していてもよい。ダウン送信信号ＳＴ２についても同様である。また、図２Ｃに示されたシフトチャープ信号は、図２Ａに示されているような曲線状の周波数変化態様に変容され得る。また、図２Ｃに示されたシフトチャープ信号において、アップ送信信号ＳＴ１の周波数帯域をｆｍｄ～ｆｕとする一方でダウン送信信号ＳＴ２の周波数帯域をｆｍｕ～ｆｄとしてもよい。さらに、１回の探査波の送信に際して、複数の符号を配列した複数ビットの符号列を設定することが可能である。すなわち、例えば、第一送信信号の符号を「１」とし、第二送信信号の符号を「０」とすると、探査波には、「１０１０」や「１１０１」のような符号が付与され得る。このような場合に対しても、本発明は、好適に適用され得る。
【0070】
各種の判定処理において、「…以上」と「…を超える」とは置換可能である。同様に、「…未満」と「…以下」とは置換可能である。また、「検出」「検知」「測定」「算出」「取得」等の、共通あるいは類似の意味を有する用語は、技術的に矛盾しない限り、互いに置換可能である。すなわち、例えば、或る特性値を「取得する」とは、同値を「算出する」ことと、同値を入力されることとを含み得る。
【0071】
上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数値に限定される場合等を除き、その特定の数値に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。
【0072】
変形例も、上記の例示に限定されない。すなわち、一つの実施形態の全部または一部と、他の一つの実施形態の全部または一部とが、技術的に矛盾しない範囲内において、互いに組み合わされ得る。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。さらに、上記実施形態の全部または一部と、変形例の全部または一部とが、互いに組み合わされ得る。
【0073】
（本開示に含まれる観点）
本開示には、少なくとも、以下の各観点が含まれる。
［第１の観点］
物体検知装置（１０）であって、
時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、前記送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に、複数種類の前記送信信号のうちの一つを出力する、送信信号生成部（１２）と、
前記送信信号に対応する参照信号と、受信部（１１２）が受信した超音波である受信波に応じて出力した受信信号との相関を示す相関信号を生成する、相関信号生成部（１３４）と、
前記相関信号に基づいて、前記受信波が前記探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である信号判定を実行する、信号判定部（１４）と、
を備え、
前記相関信号生成部は、複数種類の前記送信信号に対応して、複数設けられ、
前記信号判定部は、複数の前記相関信号の比較により、前記信号判定を実行する、
物体検知装置。
［第２の観点］
複数種類の前記送信信号は、第一送信信号と第二送信信号とを含み、
前記第一送信信号と前記第二送信信号とのうち、一方は周波数が単調増加し、他方は周波数が単調減少し、
前記相関信号生成部は、前記第一送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号と、前記第二送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号とを生成する、
第１の観点に記載の物体検知装置。
［第３の観点］
前記第一送信信号における周波数帯域と、前記第二送信信号における周波数帯域とは、一部が重複し残部が重複しないように設定された、
第２の観点に記載の物体検知装置。
［第４の観点］
前記受信信号を振幅信号に変換する、振幅信号生成部（１３２）をさらに備え、
前記信号判定部は、前記振幅信号に基づいて設定した時間範囲である符号判定範囲における複数の前記相関信号を比較することで、前記信号判定を実行する、
第１～３の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第５の観点］
前記信号判定部は、前記振幅信号が上昇して所定の振幅閾値に達した時点での前記振幅信号の変化率に基づいて、前記符号判定範囲を設定する、
第４の観点に記載の物体検知装置。
［第６の観点］
前記振幅信号の判定のための閾値である振幅閾値と、前記相関信号の判定のための閾値である相関閾値とで、異なった値を使用する、
第４または５の観点に記載の物体検知装置。
［第７の観点］
前記振幅信号生成部は、前記受信信号を第一フィルタ部（１３５）によってフィルタ処理した信号に基づいて前記振幅信号を生成し、
前記相関信号生成部は、前記受信信号を第二フィルタ部（１３６）によってフィルタ処理した信号に基づいて前記相関信号を生成し、
前記第一フィルタ部と前記第二フィルタ部とで、Ｑ値が異なる、
第４～６の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第８の観点］
前記信号判定部は、前記送信信号の信号長に基づいて、前記符号判定範囲の時間幅を設定する、
第４～７の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第９の観点］
前記信号判定部は、前記相関信号から前記受信信号の振幅の影響を除した正規化相関信号に基づいて、前記信号判定を実行する、
第１～８の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第１０の観点］
前記信号判定部は、前記信号判定に用いられる少なくとも前記相関信号を生成するために用いられるフィルタ処理および相関演算で発生するディレイを補正した後、前記信号判定を実行する、
第１～９の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第１１の観点］
前記送信信号は、線形チャープ信号である、
第１～１０の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第１２の観点］
前記参照信号は、前記送信信号よりも狭い周波数帯域で設定された、
第１～１１の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
本開示には、少なくとも、以下の各観点が含まれる。
［第１の観点］
物体検知装置（１０）であって、
時間とともに周波数が変化する送信信号を複数種類生成することができ、前記送信信号の周波数変化態様に基づいて周波数変調された超音波である探査波を送信する送信部（１１１）に、複数種類の前記送信信号のうちの一つを出力する、送信信号生成部（１２）と、
前記送信信号に対応する参照信号と、受信部（１１２）が受信した超音波である受信波に応じて出力した受信信号との相関を示す相関信号を生成する、相関信号生成部（１３４）と、
前記相関信号に基づいて、前記受信波が前記探査波の周波数変調態様に対応する周波数変化態様を有しているか否かの判定である信号判定を実行する、信号判定部（１４）と、
を備え、
前記相関信号生成部は、複数種類の前記送信信号に対応して、複数設けられ、
前記信号判定部は、複数の前記相関信号の比較により、前記信号判定を実行する、
物体検知装置。
［第２の観点］
複数種類の前記送信信号は、第一送信信号と第二送信信号とを含み、
前記第一送信信号と前記第二送信信号とのうち、一方は周波数が単調増加し、他方は周波数が単調減少し、
前記相関信号生成部は、前記第一送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号と、前記第二送信信号に対応する前記参照信号と前記受信信号との相関を示す前記相関信号とを生成する、
第１の観点に記載の物体検知装置。
［第３の観点］
前記第一送信信号における周波数帯域と、前記第二送信信号における周波数帯域とは、一部が重複し残部が重複しないように設定された、
第２の観点に記載の物体検知装置。
［第４の観点］
前記受信信号を振幅信号に変換する、振幅信号生成部（１３２）をさらに備え、
前記信号判定部は、前記振幅信号に基づいて設定した時間範囲である符号判定範囲における複数の前記相関信号を比較することで、前記信号判定を実行する、
第１～３の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第５の観点］
前記信号判定部は、前記振幅信号が上昇して所定の振幅閾値に達した時点での前記振幅信号の変化率に基づいて、前記符号判定範囲を設定する、
第４の観点に記載の物体検知装置。
［第６の観点］
前記振幅信号の判定のための閾値である振幅閾値と、前記相関信号の判定のための閾値である相関閾値とで、異なった値を使用する、
第４または５の観点に記載の物体検知装置。
［第７の観点］
前記振幅信号生成部は、前記受信信号を第一フィルタ部（１３５）によってフィルタ処理した信号に基づいて前記振幅信号を生成し、
前記相関信号生成部は、前記受信信号を第二フィルタ部（１３６）によってフィルタ処理した信号に基づいて前記相関信号を生成し、
前記第一フィルタ部と前記第二フィルタ部とで、Ｑ値が異なる、
第４～６の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第８の観点］
前記信号判定部は、前記送信信号の信号長に基づいて、前記符号判定範囲の時間幅を設定する、
第４～７の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第９の観点］
前記信号判定部は、前記相関信号から前記受信信号の振幅の影響を除した正規化相関信号に基づいて、前記信号判定を実行する、
第１～８の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第１０の観点］
前記信号判定部は、前記信号判定に用いられる少なくとも前記相関信号を生成するために用いられるフィルタ処理および相関演算で発生するディレイを補正した後、前記信号判定を実行する、
第１～９の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第１１の観点］
前記送信信号は、線形チャープ信号である、
第１～１０の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
［第１２の観点］
前記参照信号は、前記送信信号よりも狭い周波数帯域で設定された、
第１～１１の観点のいずれか１つに記載の物体検知装置。
【符号の説明】
【0074】
１０ 物体検知装置
１１１ 送信部
１１２ 受信部
１２ 送信信号生成部
１３４ 相関信号生成部
１３４ａ 第一相関信号生成部
１３４ｂ 第二相関信号生成部
１３５ 第一フィルタ部
１３６ 第二フィルタ部
１４ 信号判定部
１１１ 送信部
１１２ 受信部
１２ 送信信号生成部
１３４ 相関信号生成部
１３４ａ 第一相関信号生成部
１３４ｂ 第二相関信号生成部
１３５ 第一フィルタ部
１３６ 第二フィルタ部
１４ 信号判定部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】