CN110494764A - 物体检知装置 - Google Patents

Abstract

物体检知装置具备：振幅检测部(8)，其检测接收部(2)接收的超声波的振幅A_r；以及频率检测部(7)，其检测接收部(2)接收的超声波的频率f_r，信号生成部(4)在从开始脉冲信号的生成开始经过了规定的时间之后，扫描脉冲信号的频率f_p，判定部(11)在从发送部(2、3)开始探测波的发送开始振幅A_r变为规定的基准值以上之后的频率f_r进行与频率f_p相同的变化的情况下，判定为接收部(2)接收的超声波是探测波的反射波，距离计算部(12)在通过判定部(11)，判定为接收部(2)接收的超声波是探测波的反射波的情况下，基于从发送部(2、3)发送探测波开始到接收部(2)接收该超声波为止的时间计算与物体的距离。

Description

物体检知装置

相关申请的交叉引用

本申请主张于2017年4月10日申请的日本专利申请编号2017－77635的优先权，并在此引起其全部内容。

技术领域

本公开涉及物体检知装置。

背景技术

以往，提出了具备具有发送超声波的发送部、和接收超声波的接收部的超声波传感器，并基于从超声波的发送到反射波的接收为止的时间计算与物体的距离的物体检知装置。若将这样的物体检知装置安装于车辆等使用于障碍物检知，则有由于与周边的车辆产生的超声波信号的干扰而物体的检知精度降低之虞。

在该专利文献1中，提出了扫描发送波的频率，并基于在接收波是否包含频率与发送波相同地变化的啁啾信号，辨别自身发送的超声波的反射波和其它的装置产生的超声波的物体检知装置。另外，在专利文献1中，提出了在这样的物体检知装置中，组合两个啁啾信号进行使用的技术。

专利文献1：德国专利申请公开第10106142号说明书

作为发送部以及接收部，例如使用共振型麦克风。在利用了共振型麦克风的超声波传感器中，仅在麦克风的共振频率附近的较窄的频带，发送波以及接收波的音压较大，而能够观测接收波的频率。

另外，本发明者们发现了在具备共振型麦克风的超声波传感器中，在超声波的反射波刚到达接收部之后不容易观测到接收波的频率的变化。考虑这是因为在利用了共振型麦克风等的共振的系统中，在发送部的驱动刚开始之后的振幅的上升较慢。

因此，若在这样的超声波传感器应用专利文献1所记载的方法，则观测到的接收波的频率的变化宽度变窄，啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得困难。

另外，在专利文献1中，将频率增加的啁啾信号、和频率减少的啁啾信号组合为在扫描结束时的频率相互相等。在这样的方法中，一个啁啾信号的共振频率附近的扫描宽度变窄，所以观测到的频率的变化宽度变窄，而啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得困难。

发明内容

本公开鉴于上述点而完成，目的在于提供能够使超声波的辨别变得容易的物体检知装置。

为了实现上述目的，根据本公开的一个观点，物体检知装置是具备：信号生成部，其生成频率f_p的脉冲信号；发送部，其将脉冲信号转换为作为超声波的探测波并发送；接收部，其接收超声波；距离计算部，其基于从发送部发送探测波开始到接收部接收探测波的反射波为止的时间计算与物体的距离；以及判定部，其判定接收部接收的超声波是否是探测波的反射波的物体检知装置，具备：振幅检测部，其检测接收部接收的超声波的振幅A_r；以及频率检测部，其检测接收部接收的超声波的频率f_r，信号生成部在从开始脉冲信号的生成开始经过了规定的时间之后，扫描频率f_p，判定部在从发送部开始探测波的发送开始振幅A_r变为规定的基准值以上之后的频率f_r进行与频率f_p相同的变化的情况下，判定为接收部接收的超声波是探测波的反射波，距离计算部在通过判定部，判定为接收部接收的超声波是探测波的反射波的情况下，基于从发送部发送探测波到接收部接收该超声波为止的时间计算与物体的距离。

这样，通过在从开始脉冲信号的生成开始经过规定的时间，而探测波的振幅变大之后进行频率f_p的扫描，振幅变大之后的频率f_p的扫描宽度变宽。由此，振幅A_r变大之后的接收波的频率f_r的变化宽度变宽。因此，在进行振幅A_r变大而容易观测到频率f_r的变化之后的接收波频率的判定的情况下，啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得容易。

另外，根据其它的观点，物体检知装置是具备：信号生成部，其生成频率f_p的脉冲信号；发送部，其将脉冲信号转换为作为超声波的探测波并发送；接收部，其接收超声波；距离计算部，其基于从发送部发送探测波开始到接收部接收探测波的反射波为止的时间计算与物体的距离；以及判定部，其判定接收部接收的超声波是否是探测波的反射波的物体检知装置，具备：振幅检测部，其检测接收部接收的超声波的振幅A_r；以及频率检测部，其检测接收部接收的超声波的频率f_r，在将探测波的振幅设为A_t时，发送部具有在以规定的范围所包含的频率持续地输入了脉冲信号时振幅A_t成为规定的基准值A_t1以上的特性，信号生成部以在从开始脉冲信号的生成开始经过了规定的时间时振幅A_t成为基准值A_t1以上的方式生成脉冲信号，在从开始脉冲信号的生成开始到经过了规定的时间之后，从规定的范围的最小值到最大值，或者，从最大值到最小值扫描频率f_p，判定部在频率f_r进行与频率f_p相同的变化的情况下，判定为接收部接收的超声波是探测波的反射波，距离计算部在通过判定部，判定为接收部接收的超声波是探测波的反射波的情况下，基于从发送部发送探测波到接收部接收该超声波为止的时间计算与物体的距离。

这样，通过在探测波的振幅A_t成为基准值A_t1以上之后，从规定的范围的最小值到最大值，或者，从最大值到最小值扫描频率f_p，振幅A_t变大之后的频率f_p的扫描宽度变宽。由此，振幅A_r变大之后的接收波的频率f_r的变化宽度变宽。因此，在进行振幅A_r变大而容易观测到频率f_r的变化之后的接收波频率的判定的情况下，啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得容易。

另外，根据其它的观点，物体检知装置是具备：信号生成部，其生成脉冲信号；发送部，其将脉冲信号转换为作为超声波的探测波并发送；接收部，其接收超声波；距离计算部，其基于从发送部发送探测波开始到接收部接收探测波的反射波为止的时间计算与物体的距离；以及判定部，其判定接收部接收的超声波是否是探测波的反射波的物体检知装置，具备：频率检测部，其检测接收部接收的超声波的频率，脉冲信号包含第一脉冲信号和第二脉冲信号，在发送部发送探测波的期间，信号生成部扫描第一脉冲信号以及第二脉冲信号的频率，在将第一脉冲信号的扫描开始时的频率设为f_As，将第一脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_Ae，将第二脉冲信号的扫描开始时的频率设为f_Bs，并将第二脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_Be时，f_As＜f_Ae并且f_Be＜f_Bs并且f_As＜f_Bs并且f_Be＜f_Ae，判定部在频率检测部检测到多个频率，并且，在频率检测部检测到的多个频率包含进行与第一脉冲信号、第二脉冲信号相同的变化的频率的情况下，判定为接收部接收到的超声波是探测波的反射波，距离计算部在通过判定部，判定为接收部接收的超声波是探测波的反射波的情况下，基于从发送部发送探测波到接收部接收该超声波为止的时间计算与物体的距离。

这样，通过使f_As＜f_Bs并且f_Be＜f_Ae，与f_As＜f_Bs并且f_Be＝f_Ae时相比，能够扩大第一、第二脉冲信号各自的扫描宽度。由此，接收波的频率的变化宽度变宽，啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得容易。

此外，对各构成要素等附加的带括号的参照附图标记表示该构成要素等与后述的实施方式所记载的具体的构成要素等的对应关系的一个例子。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的物体检知装置的整体构成的图。

图2是发送超声波的动作的流程图。

图3是接收超声波，并判定啁啾信号的有无的动作的流程图。

图4是麦克风的共振曲线。

图5是表示以往的物体检知装置中的脉冲信号的频率、接收波的频率、接收波的振幅的时间变化的图表。

图6是表示第一实施方式中的脉冲信号的频率、脉冲信号的频率的变化率、接收波的频率、接收波的振幅的时间变化的图表。

图7是表示以往的物体检知装置中的接收波的振幅以及频率的时间变化的图表。

图8是表示第一实施方式中的接收波的振幅以及频率的时间变化的图表。

图9是表示第二实施方式中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图10是表示第三实施方式中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图11是表示第三实施方式的第一变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图12是表示第三实施方式的第二变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图13是表示第三实施方式的第三变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图14是表示第四实施方式中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图15是表示第四实施方式的第一变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图16是表示第四实施方式的第二变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图17是表示第四实施方式的第三变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图18是表示第四实施方式的第四变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图19是表示第四实施方式的第五变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图20是表示第四实施方式的第六变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图21是表示第四实施方式的第七变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图22是表示第五实施方式中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图23是表示以往的物体检知装置中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图24是表示第五实施方式的变形例中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图25是表示以往的物体检知装置中的接收波的振幅以及频率的时间变化的图表。

图26是表示其它的实施方式中的接收波的振幅以及频率的时间变化的图。

图27是表示其它的实施方式中的脉冲信号的频率的时间变化的图表。

图28是表示其它的实施方式所涉及的物体检知装置的整体构成的图。

具体实施方式

以下，基于图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式彼此中，对相互相同或同等的部分附加相同的附图标记来进行说明。

(第一实施方式)

对第一实施方式进行说明。本实施方式的物体检知装置是超声波声呐装置，检知车辆的周围的物体的存在以及与物体的距离等。如图1所示，物体检知装置1具备麦克风2、DA转换部3、信号生成部4、以及控制部5。另外，物体检知装置1具备AD转换部6、信号处理部7、振幅检测部8、振幅判定部9、变化率检测部10、频率判定部11、距离计算部12、以及报告部13。

麦克风2面向车辆的外表面配置，朝向车辆的外侧发送作为用于检知物体的探测波的超声波。具体而言，麦克风2具备在相互对置的两个电极之间配置了压电膜的构成的未图示的压电元件。而且，两个电极与DA转换部3连接，并从DA转换部3施加交流电压而压电膜进行变形，从而从麦克风2向车辆的外侧发送超声波。

另外，麦克风2接收包含探测波的反射波的超声波，并输出与接收的超声波的音压对应的电压，相当于接收部。麦克风2具备的压电元件的两个电极也与AD转换部6连接，接收超声波而压电膜进行变形时的两个电极间的电压输入到AD转换部6。

DA转换部3对输入的信号进行D/A转换，并输出由此生成的电压。在DA转换部3连接有生成脉冲信号的信号生成部4，DA转换部3对从信号生成部4输入的脉冲信号进行D/A转换，并将由此生成的交流电压施加给麦克风2。这样，麦克风2以及DA转换部3将信号生成部4生成的脉冲信号转换为超声波并进行发送，相当于发送部。

信号生成部4根据来自控制部5的送波指示，生成脉冲信号，另外，使生成的脉冲信号的频率变化。控制部5定期地向信号生成部4送出送波指示，使麦克风2发送探测波，并且定期地向AD转换部6送出受波指示。如上述那样，在AD转换部6输入有麦克风2具备的压电元件的两个电极间的电压，AD转换部6根据来自控制部5的受波指示，对输入的电压进行A/D转换，并输出由此生成的信号。

信号处理部7对AD转换部6的输出信号进行FFT(高速傅立叶转换)解析，检测接收波所包含的频率成分，相当于频率检测部。信号处理部7将通过FFT解析检测出的频率成分转换为信号并输出。

振幅检测部8根据信号处理部7的输出信号检测接收波的振幅。振幅判定部9判定振幅检测部8检测出的振幅是否在规定的基准值以上，并将与判定结果对应的信号发送给距离计算部12。

变化率检测部10基于信号处理部7检测出的接收波的频率，检测接收波的频率的变化率，即每单位时间的变化量。频率判定部11基于变化率检测部10检测出的变化率，判定麦克风2接收的超声波是否是麦克风2发送的探测波的反射波。频率判定部11将与判定结果对应的信号发送给距离计算部12。

距离计算部12基于从麦克风2发送探测波开始到接收探测波的反射波为止的时间，计算与车外的物体的距离。具体而言，距离计算部12基于从麦克风2发送探测波开始，到通过振幅判定部9判定为接收波的振幅在规定的基准值以上为止的时间，计算与物体的距离。

此外，在本实施方式中，距离计算部12仅在通过频率判定部11，判定为麦克风2接收的超声波是麦克风2发送的探测波的反射波的情况下，计算与物体的距离。

距离计算部12与由监视器、蜂鸣器等构成的报告部13连接，在计算出的距离在规定的基准值以下的情况下，向报告部13送出表示在近距离有物体的信号，进行对驾驶员的报告。

由具备CPU、ROM、RAM、I/O等的公知的微型计算机构成控制部5、距离计算部12等，根据存储于ROM等的程序执行各种运算等处理。ROM以及RAM是非瞬态有形存储介质。

在物体检知装置1中，若从控制部5向信号生成部4送出送波指示，信号生成部4生成的脉冲信号通过DA转换部3进行D/A转换，而从DA转换部3对麦克风2施加交流电压，则从麦克风2发送作为探测波的超声波。

然后，若探测波被车外的物体反射，而麦克风2接收到探测波的反射波，则麦克风2具备的压电元件的两个电极间的电压变化。该电压输入到AD转换部6，AD转换部6根据来自控制部5的受波指示，对输入的电压进行A/D转换，并将由此生成的信号输出给信号处理部7。

信号处理部7对AD转换部6的输出信号进行FFT解析，检测接收波所包含的频率成分。振幅检测部8根据信号处理部7检测出的频率成分检测接收波的振幅，振幅判定部9判定振幅检测部8检测出的振幅是否在规定的基准值以上。

若通过振幅判定部9判定为接收波的振幅在规定的基准值以上，则距离计算部12基于从麦克风2发送探测波开始经过的时间，计算与车外的物体的距离。然后，在计算出的距离在规定的基准值以下的情况下，距离计算部12向报告部13发送表示在近距离有物体的信号，通过报告部13进行对驾驶员的报告。

物体检知装置1像这样检测近距离的物体，并进行对驾驶员的报告。然而，有时在麦克风2接收的超声波中，除了麦克风2发送的探测波的反射波之外，还包含有物体检知装置1以外的装置例如其它的车辆的物体检知装置发送的超声波。因此，为了使物体的检知功能的精度提高，需要调查麦克风2接收的超声波是否是麦克风2发送的探测波的反射波。

因此，在本实施方式中，使在麦克风2发送的探测波包含频率随着时间的经过变化的啁啾信号。具体而言，物体检知装置1在从麦克风2发送探测波时，进行图2所示的步骤S101～S104的处理。

以下，将信号生成部4生成的脉冲信号的频率设为f_p，将麦克风2发送的探测波的振幅设为A_t，并分别将麦克风2接收的超声波的频率、振幅设为f_r、A_r。另外，将频率f_p的变化率设为Δf_p，并将频率f_r的变化率设为Δf_r。

在步骤S101中，控制部5向信号生成部4送出送波指示，使频率f_p恒定地生成脉冲信号。在本实施方式中，在步骤S101中，使频率f_p为后述的图4所示的f_p1。

信号生成部4生成的脉冲信号通过DA转换部3进行DA转换，并对麦克风2施加由此生成的交流电压。然后，麦克风2发送频率f_p的超声波。

在步骤S102中，控制部5基于从向信号生成部4送出送波指示开始经过的时间，判定麦克风2是否发送了规定的周期的超声波。具体而言，将控制部5向信号生成部4送出送波指示，信号生成部4开始脉冲信号的生成开始经过的时间设为t，在t≥t₁时，控制部5判定为麦克风2发送了规定的周期的超声波。而且，在不为t≥t₁时，即，在t＜t₁时，控制部5判定为麦克风2未发送规定的周期的超声波。

在本实施方式中，将t₁规定为到t≥t₁为止信号生成部4生成的脉冲信号的脉冲数在1以上10以下。

若在步骤S102判定为麦克风2发送了规定的周期的超声波，则控制部5进入步骤S103，若判定为麦克风2未发送规定的周期的超声波，则进入步骤S101。

在步骤S103中，控制部5向信号生成部4送出送波指示，并扫描生成的脉冲信号的频率f_p。在本实施方式中，控制部5使频率f_p随着时间的经过增加。由此，麦克风2发送随着时间的经过频率增加的超声波。并且，在本实施方式中，使频率f_p从后述的图4所示的f_p1扫描到f_p2。

在步骤S104中，控制部5基于从对信号生成部4送出步骤S103的送波指示开始经过的时间，判定麦克风2是否发送了规定的周期的超声波。具体而言，在t≥t₂时，控制部5判定为麦克风2发送了规定的周期的超声波。而且，在不为t≥t₂时，即在t＜t₂时，控制部5判定为麦克风2未发送规定的周期的超声波。

控制部5若在步骤S104判定为麦克风2发送了规定的周期的超声波，则结束超声波的发送的处理，若判定为麦克风2未发送规定的周期的超声波，则进入步骤S103。

这样，信号生成部4在从开始脉冲信号的生成到经过规定的时间为止的期间，使频率f_p恒定生成脉冲信号，在经过了规定的时间之后扫描频率f_p。由此，麦克风2发送的超声波在从开始发送到经过规定的时间为止的期间频率恒定，在经过了规定的时间之后扫描频率。然后，物体检知装置1通过进行图3所示的步骤S201～S210的处理，判定接收的超声波是否是从麦克风2发送的探测波的反射波。

在步骤S201中，控制部5向AD转换部6送出受波指示，使从麦克风2输出的电压进行A/D转换。信号处理部7对通过A/D转换生成的信号进行FFT解析，检测接收波所包含的频率成分。然后，振幅检测部8根据信号处理部7检测出的频率成分检测接收波的振幅A_r。

在步骤S202中，振幅判定部9判定振幅检测部8检测出的振幅A_r是否在规定的基准值A_r1以上。基准值A_r1是能够良好地观测频率f_r的变化的振幅A_r的下限。

若通过振幅判定部9判定为接收波的振幅A_r在基准值A_r1以上，则物体检知装置1进入步骤S203，若判定为接收波的振幅A_r不在基准值A_r1以上，则物体检知装置1进入步骤S201。

在步骤S203中，控制部5向AD转换部6送出受波指示，在规定时间获取从麦克风2输出的电压。信号处理部7对通过A/D转换生成的信号进行FFT解析，检测接收波所包含的频率。然后，变化率检测部10使用信号处理部7检测出的频率检测接收波的频率的变化率Δf_r。

此外，物体检知装置1对步骤S203中信号处理部7检测出的频率成分中一定程度上振幅较大的频率成分进行变化率的检测以及步骤S204以后的处理。在振幅较大的频率成分存在多个的情况下，分别对那样的多个频率成分进行变化率的检测以及步骤S204以后的处理。

在步骤S204中，频率判定部11判定是否为0＜Δf_p并且Δf_r≒Δf_p。具体而言，使用规定的值α，判定是否为0＜Δf_p并且Δf_p－α≤Δf_r≤Δf_p+α。

若通过频率判定部11判定为0＜Δf_p并且Δf_r≒Δf_p，则物体检知装置1进入步骤S205，判定为在接收波包含随着时间的经过频率增加的上行啁啾信号，并结束接收波的判定处理。在本实施方式中，通过步骤S205，判定为麦克风2接收的超声波包含麦克风2发送的探测波的反射波。这样，频率判定部11在接收波的频率f_r与频率f_p进行相同的变化的情况下，判定为麦克风2发送的探测波的反射波包含于接收波。

另一方面，若通过频率判定部11，判定为不为0＜Δf_p，或者，不为Δf_r≒Δf_p，则物体检知装置1进入步骤S206。在步骤S206中，频率判定部11判定是否Δf_p＜0并且Δf_r≒Δf_p。具体而言，使用规定的值β，判定是否Δf_p＜0并且Δf_p－β≤Δf_r≤Δf_p+β。

若通过频率判定部11判定为f_p＜0并且Δf_r≒Δf_p，则物体检知装置1进入步骤S207，判定为在接收波包含频率减少的下行啁啾信号，并结束接收波的判定处理。另一方面，若通过频率判定部11，判定为不为Δf_p＜0，或者，不为Δf_r≒Δf_p，则物体检知装置1进入步骤S208。

在步骤S208中，频率判定部11判定是否Δf_r≒0，具体而言，判定是否－|Δf_p|+β＜Δf_r＜|Δf_p|－α。若通过频率判定部11判定为Δf_r≒0，则物体检知装置1进入步骤S209，判定为在接收波不包含啁啾信号，并结束接收波的判定处理。另一方面，若通过频率判定部11判定为不为Δf_r≒0，则物体检知装置1进入步骤S210，设为不能够进行在接收波是否包含啁啾信号的判定，并结束接收波的判定处理。

这样，在本实施方式中，在从开始探测波的发送开始经过了规定的时间之后扫描频率f_p。而且，在接收波的振幅A_r在基准值A_r1以上之后的变化率Δf_r与变化率Δf_p几乎相等的情况下，判定为在接收波包含麦克风2发送的探测波的反射波。距离计算部12在通过频率判定部11，判定为在接收波包含从麦克风2发送的探测波的反射波的情况下，基于从麦克风2发送探测波到接收超声波为止的时间，计算与车外的物体的距离。

对本实施方式的效果进行说明。信号生成部4产生的脉冲信号的频率f_p与在持续对麦克风2施加频率f_p的交流电压时从麦克风2发送的超声波的振幅A_t的关系例如如图4的实线所示。

即，振幅A_t在f_p＝f_p0取为极大值，并随着频率f_p远离f_p0而振幅A_t变小。而且，在包含f_p0的规定的频率的范围，振幅A_t在规定的值以上。

例如，将能够良好地观测频率f_r的变化的接收波的振幅A_r的下限设为A_r1，并将A_r＝A_r1时的探测波的振幅A_t设为A_t1。而且，若将A_t＝A_t1的频率f_p中，比f_p0小的频率设为f_p1，并将比f_p0大的频率设为f_p2，则通过使频率f_p在f_p1以上f_p2以下，能够使A_r1≤A_r，而能够良好地观测频率f_r的变化。

但是，探测波的振幅A_t达到图4的实线所示的大小需要在对麦克风2持续施加规定的时间的交流电压之后。即，A_t1≤A_t是在持续对由麦克风2以及DA转换部3构成的发送部输入了频率f_p在f_p1以上f_p2以下的脉冲信号时。

因此，如图5所示，若与对麦克风2的交流电压的施加开始同时开始频率f_p的扫描，则如图4的点划线所示，在一定程度扫描了频率f_p之后振幅A_t达到A_t1。由此，如图5所示，在从探测波的反射波到达麦克风2开始经过了一定程度的时间之后振幅A_r达到A_r1。

因此，如图5所示，振幅A_r达到A_r1，而能够良好地观测频率f_r的变化之后的频率f_r的变化宽度比频率f_p的扫描宽度窄。由此，啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得困难。

此外，在图5、以及后述的图6的图表中，T是从发送探测波到麦克风2接收探测波的反射波为止的时间。另外，f_r1、f_r2是f_p＝f_p1、f_p＝f_p2时的接收波的频率。另外，虽然在图5的频率f_r的图表中，在t＜t₁+T时和t₂+T＜t时频率f_r进行与频率f_p不同的变化，但这是因为在振幅A_r较小时检测到的频率f_r不稳定。

另一方面，在本实施方式中，在从开始对麦克风2的交流电压的施加开始经过了规定的时间之后，从f_p1到f_p2扫描频率f_p。此时，信号生成部4通过将脉冲信号生成为在t＝t₁时A_t≥A_t1，如图6所示，从振幅A_r达到A_r1开始的频率f_r的变化宽度与频率f_p的扫描宽度几乎相等，而啁啾信号的特征量增大。

图7、图8是在图5所示的方法、和本实施方式的方法中使频率f_p扫描时的实验结果的图表。根据这些图表，也可知在本实施方式中频率f_r的变化宽度与图5所示的方法相比变宽。此外，在图7、图8、以及后述的图25、26中，实线表示频率f_r，点划线表示振幅A_r。

这样，在本实施方式中，观测到的啁啾信号的特征量较大，所以啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得容易。

此外，优选为了到t＝t₁为止使振幅A_t足够大，而使扫描开始前的频率f_p为接近f_p0的值。具体而言，例如，优选使扫描开始前的频率f_p在f_p1以上f_p2以下。

另外，在交流电压的施加刚开始之后扫描频率f_p的情况下，若使频率f_p急剧地变化，则频率f_r的变化宽度进一步变窄。与此相对，在本实施方式中，在t≥t₁后开始频率f_p的扫描，在振幅A_r达到A_r1后使频率f_r扫描，所以能够抑制使频率f_p急剧地变化时的频率f_r的变化宽度的减少。因此，能够缩短啁啾信号的长度，缩短物体的检知所需要的时间。

另外，在本实施方式中，使到开始扫描为止的频率f_p恒定。由此，容易区分开始扫描之前的信号与开始扫描之后的信号，啁啾信号的检测变得更容易。

(第二实施方式)

对第二实施方式进行说明。第二实施方式相对于第一实施方式变更了脉冲信号的构成，除此之外与第一实施方式相同，所以仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。

在本实施方式中，合成两个啁啾信号生成脉冲信号。具体而言，信号生成部4生成合成了图9的实线所示的信号SA、和点划线所示的信号SB的脉冲信号。信号SA、信号SB分别相当于第一脉冲信号、第二脉冲信号。将信号SA、信号SB的频率设为f_A、f_B，并将频率f_A、f_B的变化率设为Δf_A、Δf_B。

信号生成部4在使频率f_A恒定地生成信号SA之后，开始频率f_A的扫描。另外，信号生成部4在使频率f_B恒定地生成信号SB之后，开始频率f_B的扫描。

若将从信号SA的生成开始时到扫描开始时为止的频率设为f_As，并将扫描结束时的频率设为f_Ae，则在本实施方式中，f_As＝f_p1，且f_Ae＝f_p2。另外，若将从信号SB的生成开始时到扫描开始时为止的频率设为f_Bs，并将扫描结束时的频率设为f_Be，则在本实施方式中，f_As＜f_Bs＜f_Be＜f_Ae。

频率判定部11在信号处理部7检测到多个频率，并且，在这些多个频率中包含进行与频率f_A相同的变化的频率、和进行与频率f_B相同的变化的频率的情况下，判定为在接收波包含探测波的反射波。

具体而言，若在接收波包含麦克风2发送的探测波的反射波，则在步骤S203中检测到分别与信号SA、信号SB对应的频率成分。然后，若进行与信号SA对应的频率步骤S204，则Δf_r≒Δf_A，物体检知装置1进入步骤S205，判定为在接收波包含信号SA。另外，若进行与信号SB对应的频率步骤S204，则Δf_r≒Δf_B，物体检知装置1进入步骤S205，判定为在接收波包含信号SB。这样，通过对两个频率进行步骤S205，物体检知装置1判定为在接收波包含麦克风2发送的探测波的反射波。

在组合两个啁啾信号使用的本实施方式中，啁啾信号的检测精度提高，超声波的辨别精度提高。

(第三实施方式)

对第三实施方式进行说明。第三实施方式相对于第二实施方式将一方的啁啾信号变更为下行啁啾信号，除此之外与第二实施方式相同，所以仅对与第二实施方式不同的部分进行说明。

如图10所示，在本实施方式中，使变化率Δf_B为负的值。即，在步骤S103中信号SB的频率f_B减少，而f_Be＜f_Bs。另外，f_As＝f_Be，且f_Bs＝f_Ae。

在本实施方式中，在步骤S204中判定是否若判定为 则物体检知装置1进入步骤S205。另外，在步骤S206中判定是否 若判定为则物体检知装置1进入步骤S207。

若在接收波包含麦克风2发送的探测波的反射波，则对于与信号SA对应的频率，在步骤S204中判定为Δf_r≒Δf_A。然后，物体检知装置1进入步骤S205，判定为在接收波包含信号SA。另外，对于与信号SB对应的频率，在步骤S204中判定为不为Δf_r≒Δf_A，物体检知装置1进入步骤S206。然后，在步骤S206中判定为Δf_r≒Δf_B，而物体检知装置1进入步骤S207，判定为在接收波包含信号SB。这样，通过对一个频率进行步骤S205，对另一个频率进行步骤S207，物体检知装置1判定为在接收波包含麦克风2发送的探测波的反射波。

在组合上行啁啾信号和下行啁啾信号使用的本实施方式中，也与第二实施方式相同，啁啾信号的检测精度提高。

另外，在本实施方式中，通过组合上行啁啾信号和下行啁啾信号使用，能够在各啁啾信号增大频率的变化宽度。即，能够使信号SA、信号SB的频率的扫描宽度均为f_p2－f_p1。由此，啁啾信号的检测精度进一步提高。

此外，虽然在本实施方式中设为f_As＝f_Be，f_Bs＝f_Ae，但也可以设为f_As≠f_Be，f_Bs≠f_Ae。例如，如图11所示，也可以设为f_As＞f_Be，f_Bs＜f_Ae。另外，也可以设为f_As＜f_Be，也可以设为f_Bs＞f_Ae。

另外，也可以在信号SA和信号SB，到扫描开始为止的时间不同。例如，如图12所示，也可以在信号SA中比信号SB早地开始扫描。即，也可以在t＝t_A1、t＝t_B1开始信号SA、信号SB的扫描，并在t＝t_A2、t＝t_B2结束信号SA、信号SB的扫描时，设为t_A1＜t_B1。另外，也可以设为t_A2＜t_B2。

另外，如图13所示，也可以使f_As＝f_Bs。在这种情况下，与图12所示的变形例相同，也可以在信号SA和信号SB中到扫描开始为止的时间不同。另外，也可以在信号SA和信号SB中从扫描开始到结束为止的时间不同。

(第四实施方式)

对第四实施方式进行说明。第四实施方式相对于第一实施方式变更了扫描开始前的频率f_p，除此之外与第一实施方式相同，所以仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。

在第一实施方式中，使扫描开始前的频率f_p恒定，但也可以在扫描开始前使频率f_p变化。例如，如图14所示，也可以在0≤t＜t₃时使频率f_p随着时间的经过增加，在t₃≤t＜t₁时使频率f_p恒定。

在0≤t＜t₁时使频率f_p变化的本实施方式中，也与第一实施方式相同，啁啾信号的检测变得容易。另外，即使在0≤t＜t₃时使频率f_p变化，也使t₃≤t＜t₁时的频率f_p恒定，从而与第一实施方式相同，啁啾信号的检测变得更容易。

此外，在本实施方式中，使t＝0时的频率f_p为比f_p1小的值，并以在t＝t₃时f_p＝f_p1的方式使频率f_p增加。然而，也可以使t＝0时的频率f_p为比f_p1大的值，并以在t＝t₃时f_p＝f_p1的方式使频率f_p减少。

另外，在本实施方式中，相对于第一实施方式变更了扫描开始前的频率f_p，但如图15所示，也可以使第二实施方式的信号SA、信号SB的扫描开始前的频率与本实施方式相同地变化。

即，也可以将t＝0、t₃≤t≤t₁、t＝t₂时的信号SA的频率f_A设为f_A1、f_A2、f_A3，将t＝0、t₃≤t≤t₁、t＝t₂时的信号SB的频率f_B设为f_B1、f_B2、f_B3，并使f_A1＜f_A2＜f_A3、f_B1＜f_B2＜f_B3。在图15所示的变形例中，也与第二实施方式相同，啁啾信号的检测精度提高。

另外，如图16所示，也可以使第三实施方式的信号SA、信号SB的扫描开始前的频率与本实施方式相同地变化。即，也可以使f_B3＜f_B2＜f_B1。在这样的变形例中，也与第三实施方式相同，啁啾信号的检测精度提高。

另外，虽然在图16所示的变形例中，使f_A1＝f_B3，f_B1＝f_A3，但也可以使f_A1≠f_B3，f_B1≠f_A3。例如，如图17所示，也可以使f_A1＜f_B3，如图18所示，也可以使f_B1＜f_A3。

另外，如图19所示，也可以使f_A1＜f_B3并且f_A3＜f_B1。另外，如图20所示，也可以使f_A1＜f_B3并且f_B1＜f_A3。

另外，虽然在图16所示的变形例中，在信号SA和信号SB中从信号生成开始到扫描开始为止的时间相同，但如图21所示，也可以在信号SA和信号SB中从信号生成开始到扫描开始为止的时间不同。另外，虽然在图16所示的变形例中，在信号SA和信号SB中从扫描开始到扫描结束为止的时间相同，但如图21所示，也可以在信号SA和信号SB中从扫描开始到扫描结束为止的时间不同。

(第五实施方式)

对第五实施方式进行说明。第五实施方式相对于第三实施方式变更了频率f_p的扫描开始的定时，除此之外与第三实施方式相同，所以仅对与第三实施方式不同的部分进行说明。

在本实施方式中，在麦克风2发送探测波的期间，扫描信号SA和信号SB的频率。具体而言，如图22所示，使t₁＝0，从t＝0时开始，即从脉冲信号的生成开始时，一起扫描信号SA、信号SB的频率。在本实施方式中，设为f_Be＜f_As，f_Bs＜f_Ae。

在像这样从t＝0时开始扫描脉冲信号的频率，设为f_As＜f_Ae、f_Bs＞f_Be、f_As＜f_Bs，并使f_Be＜f_Ae的本实施方式中，与如图23所示使f_Ae＝f_Be的情况相比，能够扩大信号SA、SB各自的扫描宽度。因此，啁啾信号的检测以及超声波的辨别变得容易。

此外，虽然在本实施方式中设为f_Be＜f_As、f_Bs＜f_Ae，但如图24所示，也可以设为f_Be＞f_As、f_Bs＞f_Ae。另外，也可以设为f_As＝f_Be、f_Ae＝f_Bs。

(其它的实施方式)

此外，本公开并不限定于上述的实施方式，能够适当地进行变更。另外，上述各实施方式并不是相互无关的，除了组合明确不可能的情况之外，能够适当地组合。另外，在上述各实施方式中，除了特别明示为必需的情况以及在原理上考虑为必需的情况等之外，构成实施方式的要素当然并不一定是必需的。

例如，在上述第一实施方式中，在步骤S103使脉冲信号的频率f_p增加，但也可以使频率f_p减少。例如，也可以在0≤t＜t₁时使f_p＝f_p2，且在t＝t₂时使f_p＝f_p1。该情况下，通过步骤S207，判定为在接收波包含麦克风2发送的探测波的反射波。在使频率f_p减少的情况下，如图25、图26所示，与以往的方法相比也能够扩大频率f_r的变化宽度。另外，也可以如上述第二实施方式那样组合频率减少的啁啾信号进行使用。

另外，在上述第一～第五实施方式中，在扫描开始的前后使频率f_p连续地变化，但也可以在扫描开始的前后使频率f_p不连续地变化。例如，如图27所示，也可以使扫描开始前的频率f_p恒定在比f_p1大的值，并使扫描开始时的频率f_p为f_p1。

另外，在上述第四实施方式中，为了使啁啾信号的检测变得更容易而使t₃≤t＜t₁时的频率f_p恒定，但若到扫描开始为止能够使振幅A_t足够大，则也可以到扫描马上开始之前为止使频率f_p变化。

另外，如图28所示，也可以配置两个麦克风2，将一方的麦克风2以及DA转换部3作为发送部，并将另一方的麦克风2作为接收部。另外，在上述第一、第四实施方式中，使从扫描开始到扫描结束为止的频率f_p的变化率Δf_p恒定，但变化率Δf_p也可以不恒定。另外，在上述第二、第三、第五实施方式中，对各信号SA、信号SB，使从扫描开始到扫描结束为止的频率的变化率恒定，但频率的变化率也可以不恒定。

Claims (19)

1.一种物体检知装置，具备：

信号生成部(4)，其生成频率f_p的脉冲信号；

发送部(2、3)，其将上述脉冲信号转换为作为超声波的探测波并发送；

接收部(2)，其接收超声波；

距离计算部(12)，其基于从上述发送部发送上述探测波开始到上述接收部接收上述探测波的反射波为止的时间计算与物体的距离；以及

判定部(11)，其判定上述接收部接收的超声波是否是上述探测波的反射波，

其中，上述物体检知装置具备：

振幅检测部(8)，其检测上述接收部接收的超声波的振幅A_r；以及

频率检测部(7)，其检测上述接收部接收的超声波的频率f_r，

上述信号生成部在从开始上述脉冲信号的生成开始经过了规定的时间之后，扫描上述频率f_p，

上述判定部在上述发送部开始上述探测波的发送之后上述振幅A_r成为规定的基准值以上之后的上述频率f_r进行与上述频率f_p相同的变化的情况下，判定为上述接收部接收的超声波是上述探测波的反射波，

在通过上述判定部判定为上述接收部接收的超声波是上述探测波的反射波的情况下，上述距离计算部基于从上述发送部发送上述探测波开始到上述接收部接收该超声波为止的时间计算与物体的距离。

2.一种物体检知装置，具备：

信号生成部(4)，其生成频率f_p的脉冲信号；

发送部(2、3)，其将上述脉冲信号转换为作为超声波的探测波并发送；

接收部(2)，其接收超声波；

距离计算部(12)，其基于从上述发送部发送上述探测波开始到上述接收部接收上述探测波的反射波为止的时间计算与物体的距离；以及

判定部(12)，其判定上述接收部接收的超声波是否是上述探测波的反射波，

其中，上述物体检知装置具备：

振幅检测部(8)，其检测上述接收部接收的超声波的振幅A_r；以及

频率检测部(7)，其检测上述接收部接收的超声波的频率f_r，

在将上述探测波的振幅设为A_t时，

上述发送部具有在以包含于规定的范围的频率持续地输入了上述脉冲信号时上述振幅A_t成为规定的基准值A_t1以上的特性，

上述信号生成部以在从开始上述脉冲信号的生成开始经过了规定的时间时上述振幅A_t成为上述基准值A_t1以上的方式生成上述脉冲信号，并在从开始上述脉冲信号的生成开始经过了上述规定的时间之后，从上述规定的范围的最小值到最大值，或者，从最大值到最小值扫描上述频率f_p，

上述判定部在上述频率f_r进行与上述频率f_p相同的变化的情况下，判定为上述接收部接收的超声波是上述探测波的反射波，

在通过上述判定部判定为上述接收部接收的超声波是上述探测波的反射波的情况下，上述距离计算部基于从上述发送部发送上述探测波开始到上述接收部接收该超声波为止的时间计算与物体的距离。

3.根据权利要求2所述的物体检知装置，其中，

扫描开始前的上述频率f_p在上述规定的范围的最小值以上并且在最大值以下。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的物体检知装置，其中，

上述信号生成部在使上述频率f_p恒定生成上述脉冲信号之后，开始上述频率f_p的扫描。

5.根据权利要求4所述的物体检知装置，其中，

上述信号生成部在使上述频率f_p恒定为与扫描开始时的上述频率f_p相同的值生成上述脉冲信号之后，开始上述频率f_p的扫描。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的物体检知装置，其中，

从扫描开始到扫描结束为止的上述频率f_p的每单位时间的变化量恒定。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的物体检知装置，其中，

上述脉冲信号包含第一脉冲信号(SA)和第二脉冲信号(SB)，

上述判定部在上述频率检测部检测出多个频率，并且，在上述频率检测部检测出的多个频率中，包含进行与上述第一脉冲信号的频率相同的变化的频率、和进行与上述第二脉冲信号的频率相同的变化的频率的情况下，判定为上述接收部接收的超声波是上述探测波的反射波。

8.根据权利要求7所述的物体检知装置，其中，

上述信号生成部在使频率恒定生成上述第一脉冲信号之后，开始上述第一脉冲信号的频率的扫描，在使频率恒定生成上述第二脉冲信号之后，开始上述第二脉冲信号的频率的扫描。

9.根据权利要求8所述的物体检知装置，其中，

在将上述第一脉冲信号的从信号生成开始时到扫描开始时为止的频率设为f_As，

将上述第一脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_Ae，

将上述第二脉冲信号的从信号生成开始时到扫描开始时为止的频率设为f_Bs，

并将上述第二脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_Be时，

f_As＝f_Be＜f_Bs＝f_Ae。

10.根据权利要求7或者8所述的物体检知装置，其中，

上述第一脉冲信号的扫描开始时的频率比扫描结束时的频率低，

上述第二脉冲信号的扫描开始时的频率比扫描结束时的频率高。

11.根据权利要求10所述的物体检知装置，其中，

在将上述第一脉冲信号的信号生成开始时的频率设为f_A1，

将上述第一脉冲信号的扫描开始时的频率设为f_A2，

将上述第一脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_A3，

将上述第二脉冲信号的信号生成开始时的频率设为f_B1，

将上述第二脉冲信号的扫描开始时的频率设为f_B2，

并将上述第二脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_B3时，

f_A1＜f_A2并且f_B2＜f_B1并且f_A1≤f_B3并且f_A3≤f_B1。

12.根据权利要求11所述的物体检知装置，其中，

f_A1＝f_B3或者f_A3＝f_B1。

13.根据权利要求7～12中任意一项所述的物体检知装置，其中，

在上述第一脉冲信号和上述第二脉冲信号中，从扫描开始到结束为止的时间不同。

14.根据权利要求7～13中任意一项所述的物体检知装置，其中，

在上述第一脉冲信号和上述第二脉冲信号中，从信号生成开始到扫描开始为止的时间相同。

15.根据权利要求7～13中任意一项所述的物体检知装置，其中，

在上述第一脉冲信号和上述第二脉冲信号中，从信号生成开始到扫描开始为止的时间不同。

16.根据权利要求7～15中任意一项所述的物体检知装置，其中，

上述第一脉冲信号和上述第二脉冲信号分别使从扫描开始到扫描结束为止的频率的每单位时间的变化量恒定。

17.根据权利要求1～16中任意一项所述的物体检知装置，其中，

从上述脉冲信号的生成开始到上述频率f_p的扫描开始为止上述信号生成部生成的脉冲信号的脉冲数在1以上10以下。

18.一种物体检知装置，具备：

信号生成部(4)，其生成脉冲信号；

发送部(2、3)，其将上述脉冲信号转换为作为超声波的探测波并发送；

接收部(2)，其接收超声波；

距离计算部(12)，其基于从上述发送部发送上述探测波开始到上述接收部接收上述探测波的反射波为止的时间计算与物体的距离；以及

判定部(11)，其判定上述接收部接收的超声波是否是上述探测波的反射波，

其中，上述物体检知装置具备：

频率检测部(7)，其检测上述接收部接收的超声波的频率，

上述脉冲信号包含第一脉冲信号(SA)和第二脉冲信号(SB)，

在上述发送部发送上述探测波的期间，上述信号生成部扫描上述第一脉冲信号以及上述第二脉冲信号的频率，

在将上述第一脉冲信号的扫描开始时的频率设为f_As，

将上述第一脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_Ae，

将上述第二脉冲信号的扫描开始时的频率设为f_Bs，

并将上述第二脉冲信号的扫描结束时的频率设为f_Be时，

f_As＜f_Ae并且f_Be＜f_Bs并且f_As＜f_Bs并且f_Be＜f_Ae，

上述判定部在上述频率检测部检测到多个频率，并且，在上述频率检测部检测到的多个频率包含进行与上述第一脉冲信号、上述第二脉冲信号相同的变化的频率的情况下，判定为上述接收部接收的超声波是上述探测波的反射波，

在通过上述判定部判定为上述接收部接收的超声波是上述探测波的反射波的情况下，上述距离计算部基于从上述发送部发送上述探测波开始到上述接收部接收该超声波为止的时间计算与物体的距离。

19.根据权利要求18所述的物体检知装置，其中，

f_Ae≤f_Bs，或者，f_As≤f_Be。