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技術 検知システム、センサシステム、及び検知方法

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 中川巧麻河原慎吾
出願日 2018年2月15日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2018-025420
公開日 2019年8月29日 (4ヶ月経過) 公開番号 2019-143976
状態 未査定
技術分野 音波、超音波を用いた位置、速度等の測定 レーダ方式及びその細部
主要キーワード 受波強度 車両制御回路 検知波 上り坂道 下り坂道 信号要素 受波感度 各反射波
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

検知対象存否を判定する性能を向上させることを可能にする。

解決手段

取得部4は、1又は複数の受波信号Sig1を取得する。1又は複数の受波信号Sig1は、送波された1又は複数の検知波W1が物体7で反射されて生じる、1又は複数の反射波W2の波形に関する情報を示す。判定部5は、取得部4において取得された1又は複数の受波信号Sig1に基づいて検知対象の存否を判定する。出力部6は、判定部5の判定結果を出力する。判定部5は、物体7が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、1又は複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象が存在しないと判定する。

概要

背景

従来例として特許文献1記載の超音波センサを例示する。特許文献1記載の超音波センサは、マイクロフォンと、演算部と、を備える。マイクロフォンは、間欠的に超音波送波し、対象物によって反射した反射超音波受波する。演算部は、反射超音波の信号要素閾値とを比較する比較処理を行い、信号要素が閾値以上である場合に対象物が存在すると判断し、信号要素が閾値未満である場合に対象物が存在しないと判断する。

概要

検知対象存否を判定する性能を向上させることを可能にする。取得部4は、1又は複数の受波信号Sig1を取得する。1又は複数の受波信号Sig1は、送波された1又は複数の検知波W1が物体7で反射されて生じる、1又は複数の反射波W2の波形に関する情報を示す。判定部5は、取得部4において取得された1又は複数の受波信号Sig1に基づいて検知対象の存否を判定する。出力部6は、判定部5の判定結果を出力する。判定部5は、物体7が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、1又は複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象が存在しないと判定する。

目的

特開2015−025712号公報






特許文献1記載の超音波センサのような対象物(検知対象)の存否を判定する装置を備えたシステムにおいて、対象物の存否を判定する性能を更に向上させることが望まれていた

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

送波された1又は複数の検知波物体反射されて生じる1又は複数の反射波波形に関する情報を示す1又は複数の受波信号を取得する取得部と、前記取得部において取得された前記1又は複数の受波信号に基づいて検知対象存否を判定する判定部と、前記判定部の判定結果を出力する出力部と、を備え、前記判定部は、前記物体が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、前記1又は複数の受波信号に基づいて、前記検知対象が存在しないと判定する、検知システム

請求項2

前記1又は複数の受波信号は、前記1又は複数の反射波を1又は複数の電気信号に変換した信号である、請求項1記載の検知システム。

請求項3

前記判定部は、前記1又は複数の反射波の各々において、反射波の受波強度が、個別の値を有する複数の閾値を超えたそれぞれの時点間の時間に基づいて、前記検知対象の存否を判定する、請求項1又は2に記載の検知システム。

請求項4

前記取得部は、一の方向に並んだ複数の送波部から送波された前記複数の検知波が前記物体で反射されて生じる前記複数の反射波の波形に関する情報を示す前記複数の受波信号を取得し、前記判定部は、前記複数の受波信号の互いの一致率に基づいて、前記検知対象の存否を判定する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の検知システム。

請求項5

請求項1〜4のいずれか一項に記載の検知システムと、前記1又は複数の検知波を送波し、前記1又は複数の反射波を前記1又は複数の受波信号に変換して前記取得部に出力するセンサと、を備える、センサシステム

請求項6

送波された1又は複数の検知波が物体で反射されて生じる1又は複数の反射波の波形に関する情報を示す1又は複数の受波信号を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された前記1又は複数の受波信号に基づいて検知対象の存否を判定する判定ステップと、前記判定ステップにおける判定結果を出力する出力ステップと、を備え、前記判定ステップでは、前記物体が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、前記1又は複数の受波信号に基づいて、前記検知対象が存在しないと判定する、検知方法

技術分野

0001

本開示は検知システムセンサシステム、及び検知方法に関し、より詳細には、検知対象存否を判定する検知システム、この検知システムを備えるセンサシステム、及び検知対象の存否を判定する検知方法に関する。

背景技術

0002

従来例として特許文献1記載の超音波センサを例示する。特許文献1記載の超音波センサは、マイクロフォンと、演算部と、を備える。マイクロフォンは、間欠的に超音波送波し、対象物によって反射した反射超音波受波する。演算部は、反射超音波の信号要素閾値とを比較する比較処理を行い、信号要素が閾値以上である場合に対象物が存在すると判断し、信号要素が閾値未満である場合に対象物が存在しないと判断する。

先行技術

0003

特開2015−025712号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1記載の超音波センサのような対象物(検知対象)の存否を判定する装置を備えたシステムにおいて、対象物の存否を判定する性能を更に向上させることが望まれていた。

0005

本開示は、検知対象の存否を判定する性能を向上させることが可能な検知システム、センサシステム、及び検知方法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

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る検知システムは、取得部と、判定部と、出力部と、を備える。取得部は、1又は複数の受波信号を取得する。1又は複数の受波信号は、送波された1又は複数の検知波物体で反射されて生じる、1又は複数の反射波波形に関する情報を示す。判定部は、取得部において取得された1又は複数の受波信号に基づいて検知対象の存否を判定する。出力部は、判定部の判定結果を出力する。判定部は、物体が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、1又は複数の受波信号に基づいて、検知対象が存在しないと判定する。

0007

本開示の一態様に係るセンサシステムは、検知システムと、センサと、を備える。センサは、1又は複数の検知波を送波し、1又は複数の反射波を1又は複数の受波信号に変換して取得部に出力する。

0008

本開示の一態様に係る検知方法は、取得ステップと、判定ステップと、出力ステップと、を備える。取得ステップでは、1又は複数の受波信号を取得する。1又は複数の受波信号は、送波された1又は複数の検知波が物体で反射されて生じる、1又は複数の反射波の波形に関する情報を示す。判定ステップでは、取得ステップにおいて取得された1又は複数の受波信号に基づいて検知対象の存否を判定する。出力ステップでは、判定ステップにおける判定結果を出力する。判定ステップでは、物体が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、1又は複数の受波信号に基づいて、検知対象が存在しないと判定する。

発明の効果

0009

本開示の一態様に係る検知システム、センサシステム、及び検知方法によれば、検知対象の存否を判定する性能を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0010

図1は、一実施形態に係るセンサシステムのブロック図である。
図2A〜2Dは、同上のセンサシステムを備えた車両の側面図である。
図3A、3Bは、同上のセンサシステムを備えた車両の平面図である。
図4A、4Bは、同上のセンサシステムにおける受波信号の波形を示すグラフである。
図5は、同上のセンサシステムの動作例を示すフローチャートである。

実施例

0011

以下、実施形態に係る検知システム、センサシステム、及び検知方法について、図面を用いて説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

0012

(センサシステムの構成)
図1に示すように、本実施形態のセンサシステム1は、センサ2と、検知システム3と、を備えている。センサ2は、複数(図1では2つ)のセンサ部20を有している。センサシステム1は、例えば、自動車等の車両10(図2A参照)に備えられる。検知システム3は、取得部4と、判定部5と、出力部6と、を備えている。

0013

複数のセンサ部20の各々は、送波部21と、受波部22と、を有している。送波部21は、検知波W1を間欠的に(例えば、200ms間隔で)送波する。検知波W1は、例えば、超音波である。受波部22は、検知波W1が物体7で反射されて生じる反射波W2を受波する。これにより、センサシステム1は、車両10の周囲に存在する物体7を検知することが可能である。受波部22は、反射波W2を受波信号Sig1に変換して取得部4に出力する。受波信号Sig1は、反射波W2の波形に関する情報を示す信号である。より詳細には、受波信号Sig1は、反射波W2を電気信号に変換した信号である。検知波W1は、超音波に限定されず、例えば、ミリ波レーダ等の電波であってもよい。

0014

センサシステム1は、特定の三次元形状を有する物体7を検知しないように構成されている。より詳細には、物体7の表面の傾きが、車両10の存在する道路に対して特定の傾きである三次元形状を有する物体7が、特定の三次元形状を有する物体7に該当する。以下の説明では、表面の傾きが、車両10の存在する道路に対して特定の傾きである物体7を「特定物体71」と称し、特定物体71以外の物体7のうち、センサシステム1により検知される物体7を「検知対象72」と称することがある。

0015

特定物体71は、例えば、車両10の存在する道路に対して傾斜した道路である。図2Cに示すように、車両10が水平な道路に存在するときは、水平な道路に続く上り坂道である道路が特定物体71に該当する。また、図2Dに示すように、車両10が下り坂道に存在するときは、下り坂道に続く水平な道路が特定物体71に該当する。車両10の存在する道路に対する、特定物体71の表面(ここでは路面)の傾きの大きさは、例えば、0度よりも大きく30度以下である。

0016

検知対象72(図2B参照)は、例えば、障害物であって、より具体的には、車両10以外の他車両、壁、フェンス電柱等の柱、及び車止め等である。特定物体71ではなく、かつ、検知対象72でもない物体は、検知対象72と比較して寸法が小さい物体であって、例えば、道路に対する段差を構成する物体(縁石等)である。

0017

図2C及び図2Dでは、坂道である道路と水平な道路との境界付近に車両10が存在する。これらの場合に、複数のセンサ部20の各々から送波された検知波W1(図1参照)が、坂道である道路又は水平な道路(特定物体71)で反射されることにより、反射波W2(図1参照)が生じ、複数のセンサ部20の各々は反射波W2を受波することがある。センサシステム1は、このようなときに特定物体71を検知して検知対象72が存在すると誤って判定する可能性を低減するように構成されている。

0018

図3Aに示すように、複数のセンサ部20は、車両10の前側部分に一列に並んで配置されている。複数のセンサ部20は、車両10のバンパー11(図2A参照)に取り付けられている。図3Aでは2つのセンサ部20を図示しているが、実際には、3つ以上のセンサ部20が車両10の一の方向D1に並んで設けられている。複数のセンサ部20が並んでいる一の方向D1は、車両10が水平な道路上にあるときに水平方向に沿う方向であって、車両10の前後方向D2と直交する方向である。車両10の前後方向D2は、車両10の直進方向に沿った方向である。複数のセンサ部20の複数の送波部21(図1参照)は、車両10の一の方向D1に並んでいる。各センサ部20は、送波部21から検知波W1(図1参照)を送波して、楕円体状エリアAR1内に存在する物体7で反射されて生じる反射波W2(図1参照)を受波部22(図1参照)において受波する。エリアAR1は、各センサ部20から車両10の前後方向D2に沿った方向に延びるようにセンサ部20により形成される。

0019

各センサ部20の送波部21(図1参照)は、センサ部20から車両10の前後方向D2に延びる直線SL1に対して遠い位置ほど、送波部21が送波する検知波W1(図1参照)の強度が弱くなるような指向性を有している。また、検知波W1の強度は検知波W1が進行するにつれて減衰するので、各センサ部20において、送波部21から送波される検知波W1の強度は、センサ部20から遠い位置ほど弱い。さらに、各センサ部20の受波部22(図1参照)は、車両10の前後方向D2と反射波W2(図1参照)の進行方向とがなす鋭角が大きいほど、反射波W2の受波感度が小さいような指向性を有している。

0020

取得部4は、例えばアナログ−デジタル変換回路を有しており、受波部22から取得した受波信号Sig1をアナログ信号からデジタル信号に変換して判定部5に出力する。図4A、4Bはそれぞれ、1つのセンサ部20の受波部22において受波された反射波W2の受波強度I1(電圧値)の時間変化を、取得部4において取得される受波信号Sig1の波形により示すグラフである。すなわち、図4A、4Bはそれぞれ、受波信号Sig1が保持する反射波W2の波形を示している。より詳細には、図4A、4Bはそれぞれ、各センサ部20において間欠的に送波される検知波W1のうち、1回に送波される検知波W1から生じる反射波W2の受波強度I1の時間変化を示している。

0021

図1に示すように、複数のセンサ部20の各々において、送波部21は、検知波W1を送波する。このようにセンサ2は、複数の送波部21の各々から少なくとも1回ずつ検知波W1を送波することで、複数の検知波W1を送波する。複数の検知波W1が物体7で反射されて生じる複数の反射波W2は、複数の受波部22で受波され、複数の受波信号Sig1に変換される。センサ2は、複数のセンサ部20を制御する制御回路23を更に有している。制御回路23は、複数のセンサ部20の各々の送波部21が送波する検知波W1の位相を、複数のセンサ部20間で互いにずらして検知波W1を送波させる。これにより、複数のセンサ部20のうち一部のセンサ部20の送波部21が送波する検知波W1と、別のセンサ部20の送波部21が送波する検知波W1とが互いに干渉する可能性、及び複数の反射波W2が互いに干渉する可能性が低減する。

0022

図1、5に示すように、取得部4は、複数の受波部22から出力される複数の受波信号Sig1を取得する(取得ステップ:ステップS1)。判定部5は、取得部4において取得された複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象72の存否を判定する(判定ステップ:ステップS2〜S4)。出力部6は、判定部5の判定結果を出力する(出力ステップ:ステップS5)。本実施形態に係る検知方法は、上述の取得ステップ、判定ステップ、及び出力ステップを備える。

0023

出力部6は、より詳細には、判定部5の判定結果を、信号Sig2(電気信号)により車両制御回路8へ出力する。車両制御回路8は、センサシステム1の外部の構成として設けられている。センサシステム1及び車両制御回路8はそれぞれ、車両10(図2A参照)のECU(Electronic Control Unit)の一部の構成である。車両制御回路8は、判定部5の判定結果に応じて、車両10に備えられたブザー及び車両10のブレーキのうち少なくとも一方を制御する。例えば、検知対象72が存在することを判定部5が判定すると、車両制御回路8は、車両10に備えられたブザーを制御して警告音を鳴らさせることにより、検知対象72の存在を運転者報知する。また、車両制御回路8は、ブザーを制御して警告音を鳴らさせることに代えて、車両10のブレーキを制御してブレーキを動作させてもよいし、又はブザーを制御して警告音を鳴らさせることに加えて、車両10のブレーキを制御してブレーキを動作させてもよい。

0024

判定部5は、より詳細には、物体7が特定物体71である場合は、複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象72が存在しないと判定する。具体的には、判定部5は、複数の受波信号Sig1が示す複数の反射波W2の波形と、複数の受波信号Sig1の互いの一致率と、に基づいて、検知対象72の存否を判定する。説明を簡単にするため、まずは、複数の受波信号Sig1は、常に互いに一致していると仮定する。この仮定のもとに、判定部5が、複数の受波信号Sig1が示す複数の反射波W2の波形に基づいて、検知対象72の存否を判定する場合について説明する。ここで、複数の受波信号Sig1の位相は一致していなくてよい。

0025

判定部5は、複数の受波信号Sig1が示す複数の反射波W2の波形に基づいて、検知対象72の存否を判定する。より詳細には、判定部5は、各反射波W2の受波強度I1(図4A参照)が第1の閾値V1(図4A参照)を超えた時点T3(図4A参照:図4Bでは時点T8)と、第2の閾値V2(図4A参照)を超えた時点T4(図4A参照:図4Bでは時点T9)との間の時間ΔT34(図4A参照:図4Bでは時間ΔT89)に基づいて、検知対象72の存否を判定する(ステップS2)。以下では、反射波W2の受波強度I1が第1の閾値V1を超えた時点と、第2の閾値V2を超えた時点との間の時間を、「差分時間」とも称す。判定部5は、具体的には、差分時間が所定の時間長を超えた場合は、物体7が検知対象72ではなく特定物体71であって、検知対象72が存在しないと判定する(ステップS3)。また、判定部5は、差分時間が所定の時間長以下の場合は、物体7が検知対象72であって、検知対象72が存在すると判定する(ステップS4)。また、判定部5は、ステップS1において、各反射波W2の受波強度I1が第2の閾値V2を超えない場合は、物体7が存在しないと判定する。

0026

所定の時間長は、例えば、超音波である検知波W1が、3cmの距離を往復するのに要する時間長(約174μs)である。第1の閾値V1は、第2の閾値V2よりも小さい。第1の閾値V1は、例えば、第2の閾値V2の約半分の電圧値である。第1の閾値V1は、車両10の存在する位置から車両10の前方へ続く平坦な道路で検知波W1が反射されて生じる反射波W2の受波強度I1よりも大きい値となるように予め決められている。第2の閾値V2は、通常の検知対象72を検出するために設定される閾値である。第2の閾値V2は、車両10の前方のエリアAR1内(図2B参照)に存在する検知対象72で検知波W1が反射されて生じる反射波W2の受波部22における受波強度I1よりも小さくなる値に予め決められている。第1の閾値V1及び第2の閾値V2は、センサシステム1に備えられたメモリに記憶されている。

0027

後述するように、特定物体71で検知波W1が反射されて生じた反射波W2がセンサ部20で受波された場合は、差分時間が所定の時間長を超える傾向にある。また、検知対象72で検知波W1が反射されて生じた反射波W2がセンサ部20で受波された場合は、差分時間が所定の時間長以下となることがある。したがって、判定部5は、差分時間に基づいて特定物体71と検知対象72とを識別できる。

0028

また、第1の閾値V1及び第2の閾値V2は、送波部21が検知波W1の送波を開始した時点T0(図4Bでは時点T5)からの経過時間により変化する。時点T0(図4Bでは時点T5)からの経過時間が長くなるほど、センサ部20からより遠い物体7からの反射波W2が受波部22で受波され、受波強度I1が減少するので、当該経過時間が長くなるほど、第1の閾値V1及び第2の閾値V2は小さくなるよう決められている。より詳細には、当該経過時間が長くなるほど、第1の閾値V1及び第2の閾値V2は段階的に小さくなるように決められている。

0029

以下では、複数の受波信号Sig1が常に互いに一致しているという仮定を取り払う。そして、判定部5が、複数の受波信号Sig1が示す複数の反射波W2の波形と、複数の受波信号Sig1の互いの一致率と、に基づいて、検知対象72の存否を判定するプロセスについて説明する。

0030

判定部5は、例えば、複数の受波信号Sig1の波形の互いのマッチング度合に応じて、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値以上であるか否かを判定する。より詳細には、判定部5は、複数の受波信号Sig1のうち1つの受波信号Sig1の波形を基準波形とし、当該受波信号Sig1以外の受波信号Sig1の波形を基準波形と比較する。判定部5は、当該受波信号Sig1以外の受波信号Sig1の波形が基準波形と一致する場合は、上記一致率が所定値以上であると判定し、一致しない場合は、上記一致率が所定値未満であると判定する。波形が一致するとは、位相が一致していることは要しない。また、波形が一致するとは、完全に一致する場合だけではなく、波形の差分が規定値以内である場合も含まれる。

0031

判定部5は、いずれの受波信号Sig1についても、受波信号Sig1が示す反射波W2の受波強度I1が第2の閾値V2を超えない場合は、物体7が存在しないと判定する。

0032

判定部5は、1つ以上の受波信号Sig1において、受波強度I1が第2の閾値V2を超え、かつ、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値未満である場合は、検知対象72が存在すると判定する。

0033

一方で、判定部5は、複数の受波信号Sig1のうち全ての受波信号Sig1において、受波強度I1が第2の閾値V2を超え、かつ、受波信号Sig1の互いの一致率が所定値以上である場合、さらに以下に示す条件に応じて判定を行う。第1に、複数の受波信号Sig1のうち全ての受波信号Sig1において、差分時間が所定の時間長を超えた場合は、判定部5は、検知対象72が存在しないと判定する。第2に、複数の受波信号Sig1のうち1つ以上の受波信号Sig1において、差分時間が所定の時間長以下の場合は、判定部5は、検知対象72が存在すると判定する。

0034

後述するように、物体7が坂道等の特定物体71である場合は、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値以上となる傾向にある。また、物体7が検知対象72であって、車両10の一の方向D1に対して傾いた壁(図3B参照)である場合は、少なくとも1つの受波信号Sig1において、差分時間が所定の時間長を超える可能性がある。一方で、この場合、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値未満となる傾向にある。

0035

したがって、判定部5は、物体7が坂道等の特定物体71である場合に、検知対象72が存在しないと判定できる。また、判定部5は、物体7が検知対象72であって、車両10の一の方向D1に対して傾いた壁である場合に、検知対象72が存在すると判定できる。

0036

図4A、4Bにおいて、時点T0で送波部21が検知波W1の送波を開始した後しばらく経過した時点T1(図4Bでは時点T5の後しばらく経過した時点T6)から、送波を終了してしばらく経過するまでの間は、センサ部20で残響が発生している。このとき、残響により、反射波W2の受波強度I1の測定値が、反射波W2の実際の強度よりも大きい値になっている。そこで、判定部5は、受波強度I1の測定値が所定の閾値V3未満となるまで(図4Aでは時点T1から時点T2まで、図4Bでは時点T6から時点T7まで)の間の受波強度I1の測定値を、検知対象72の存否の判定に用いない無効なデータとして扱う。

0037

本開示における検知システム3、センサシステム1及び検知方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、1又は複数のコンピュータを有している。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における検知システム3、センサシステム1及び検知方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード光学ディスクハードディスクドライブ磁気ディスク)等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップ集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。

0038

(センサシステムの動作例)
図2Aに示すように、エリアAR1内に物体7が存在しない場合は、反射波W2の受波強度I1(図4A参照)が第2の閾値V2(図4A参照)を超えないため、判定部5は、物体7が存在しないと判定する。また、道路に対する段差を構成する物体のように、検知対象72と比較して寸法が小さい物体がエリアAR1に存在する場合も、反射波W2の受波強度I1が第2の閾値V2を超えないことにより、判定部5は、物体7が存在しないと判定することがある。

0039

図2Bに示すように、車両10の一の方向D1に沿った壁等の検知対象72がエリアAR1内に存在する場合は、複数のセンサ部20の各々における反射波W2の受波強度I1は、例えば、図4Aに示すように推移する。時点T3付近では、検知対象72からの反射波W2を受波部22が受波するため、受波強度I1が増加している。時点T3において反射波W2の受波強度I1が第1の閾値V1を超え、時点T4において反射波W2の受波強度I1が第2の閾値V2を超え、時点T3、T4の間の時間ΔT34(差分時間)は所定の時間長以下となる。よって、判定部5は、検知対象72が存在すると判定する。

0040

図2Cでは、車両10は上り坂道に続く水平な道路に存在し、上り坂道が特定物体71に該当する。図2Dでは、車両10は下り坂道に存在し、水平な道路が特定物体71に該当する。図2C、図2Dに示すように、エリアAR1内に特定物体71が存在する場合は、複数のセンサ部20の各々における反射波W2の受波強度I1は、例えば、図4Bに示すように推移する。時点T8付近では、特定物体71からの反射波W2を受波部22が受波するため、受波強度I1が増加している。時点T8において反射波W2の受波強度I1が第1の閾値V1を超え、時点T9において反射波W2の受波強度I1が第2の閾値V2を超え、時点T8、T9の間の時間ΔT89(差分時間)は所定の時間長を超える。よって、判定部5は、検知対象72が存在しないと判定する。

0041

ここで、図4Aの場合よりも図4Bの場合の方が、受波強度I1が第1の閾値V1を超えた時点T3(図4Bでは時点T8)と第2の閾値V2を超えた時点T4(図4Bでは時点T9)との間の時間ΔT34(図4Bでは時間ΔT89)が長い。これは、次の理由による。

0042

図4Bは、坂道のような特定物体71で生じた反射波W2の受波強度I1の推移の一例である。特定物体71では、特定物体71のうち車両10と対向する面が傾斜しているため、図2Cに示すように、特定物体71のうちセンサ部20により近い部位711と、センサ部20からより遠い部位712とが存在する。そして、センサ部20により近い部位711からの反射波W2が先に(時点T8において)センサ部20で受波され、センサ部20からより遠い部位712からの反射波W2が後に(時点T9において)センサ部20で受波される。センサ部20から車両10の前後方向D2に延びる直線SL1と部位711との間の距離L1は、直線SL1と部位712との間の距離L2よりも長い。

0043

上述の通り、検知波W1の強度は、センサ部20から車両10の前後方向D2に延びる直線SL1に対して遠い位置ほど弱い。また、検知波W1の強度は、センサ部20から遠い位置ほど弱い。さらに、受波部22における反射波W2の受波感度は、車両10の前後方向D2と反射波W2の進行方向とがなす鋭角が大きいほど小さい。

0044

したがって、センサ部20、部位711及び部位712の位置関係によっては、部位711からの反射波W2の受波強度I1は、部位712からの反射波W2の受波強度I1よりも小さくなることがある。ここで、例えば、部位711からの反射波W2の受波強度I1は第1の閾値V1よりも大きく第2の閾値V2よりも小さい。また、部位712からの反射波W2の受波強度I1は第2の閾値V2よりも大きい。したがって、特定物体71からの反射波W2がセンサ部20で受波される場合は、受波強度I1が第1の閾値V1よりも大きい反射波W2が受波される時点T8(図4B参照)と、受波強度I1が第2の閾値V2よりも大きい反射波W2が受波される時点T9(図4B参照)との間の時間ΔT89(図4B参照)が、図4Aにおける時間ΔT34よりも長くなる。

0045

一方で、図4Aは、車両10の一の方向D1に沿った壁等の検知対象72で生じた反射波W2の受波強度I1の推移の一例である。図4Aでは、時点T3付近において受波部22が反射波W2を受波したときに、受波強度I1は1つのパルス状に変化している。検知対象72では、検知対象72のうち車両10と対向する面における車両10の前後方向D2の奥行きが、特定物体71と比較して小さい。そのため、検知対象72で生じる反射波W2の受波強度I1は、検知波W1が検知対象72のいずれの部位に当たって反射波W2が生じたかによらず略一定となる。したがって、図4Aでの時点T3付近における受波強度I1は、図4Bでの時点T8付近における受波強度I1と比較して急激に増加する。これにより、時間ΔT34は時間ΔT89よりも短くなる。

0046

このように、特定物体71で検知波W1が反射される場合(図4B参照)は、受波強度I1が第1の閾値V1を超えてから第2の閾値V2を超えるまでの時間の時間ΔT89が、車両10の一の方向D1に沿った壁等の検知対象72で検知波W1が反射される場合(図4A参照)における時間ΔT34よりも長くなる。したがって、判定部5は、差分時間(時間ΔT34、ΔT89)に基づいて、車両10の一の方向D1に沿った壁等の検知対象72の存否を判定することが可能である。

0047

また、図3Bにおいて物体7は、複数のセンサ部20が並んでいる一の方向D1に対して傾いた壁である。図3A、3Bを参照して説明する場合は、複数(図3A、3Bでは2つ)のセンサ部20を区別してセンサ部20a、20bとも称す。物体7が車両10の一の方向D1に対して傾いた壁である場合は、各センサ部20における反射波W2の受波強度I1は、物体7が坂道等の特定物体71である場合と同様の時間的変化を示すことがある。より詳細には、物体7が車両10の一の方向D1に対して傾いた壁である場合に、差分時間は、所定の時間長を超えることがある。これは、物体7が車両10の一の方向D1に対して傾いた壁である場合は、物体7が坂道等の特定物体71である場合と同様に、物体7のうちセンサ部20aにより近い部位713からの反射波W2が先にセンサ部20aで受波され、センサ部20aからより遠い部位714からの反射波W2が後にセンサ部20aで受波されるためである。同様に、物体7が車両10の一の方向D1に対して傾いた壁である場合は、物体7のうちセンサ部20bにより近い部位715からの反射波W2が先にセンサ部20bで受波され、センサ部20bからより遠い部位716からの反射波W2が後にセンサ部20bで受波される。

0048

図3Aでは、車両10の前後方向D2において、センサ部20aと物体7との間の距離は、センサ部20bと物体7との間の距離と略等しい。したがって、複数のセンサ部20a、20bにおける受波信号Sig1は、位相以外が略一致する。より詳細には、複数のセンサ部20a、20bにおける受波信号Sig1は、一方の受波信号Sig1の位相を他方の受波信号Sig1の位相に合わせたとき、波形が略一致する。複数のセンサ部20a、20bにおける受波信号Sig1の位相の違いは、検知波W1同士及び反射波W2同士で干渉する可能性を低減するために、検知波W1に敢えて設けられた位相のずれに起因する。

0049

これに対して、図3Bでは、車両10の前後方向D2において、センサ部20aと物体7との間の距離が、センサ部20bと物体7との間の距離とは異なる。したがって、複数のセンサ部20a、20bにおける受波信号Sig1は、位相が一致しないことに加えて、一方の受波信号Sig1の位相を他方の受波信号Sig1の位相に合わせたとしても波形が一致しない。

0050

上述の通り、判定部5は、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値未満である場合は、検知対象72が存在すると判定する。ここで、物体7が車両10の一の方向D1に対して傾いた壁である場合は、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値未満となり、判定部5は、検知対象72が存在すると判定する。また、上述の通り、判定部5は、物体7が、車両10の存在する道路に対して傾斜した道路(坂道等)である場合は、検知対象72が存在しないと判定する。すなわち、判定部5の判定結果は、物体7が車両10の一の方向D1に対して傾いた壁である場合と物体7が坂道等である場合とで異なる。

0051

また、車両10の周囲に検知対象72と特定物体71とが存在し、複数のセンサ部20のうち、一部のセンサ部20は検知対象72からの反射波W2を受波し、別のセンサ部20は特定物体71からの反射波W2を受波する場合がある。この場合、複数のセンサ部20のうち、一部のセンサ部20から出力される受波信号Sig1において、差分時間が所定の時間長以下となり、別のセンサ部20から出力される受波信号Sig1において、差分時間が所定の時間長を超えることがある。すると、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値未満となるので、判定部5は、検知対象72が存在すると判定する。

0052

(本実施形態のセンサシステムの効果)
本実施形態のセンサシステム1では、検知対象72ではなく特定物体71で生じた反射波W2が受波部22で受波された場合に、判定部5は、反射波W2から変換された受波信号Sig1に基づいて、検知対象72が存在しないと判定する。これにより、センサシステム1では、検知対象72の存否を判定する性能を向上させることができる。

0053

また、仮に、判定部5は、反射波W2の受波強度I1が規定の閾値を超える場合に検知対象72が存在すると判定し、受波強度I1が上記規定の閾値以下の場合に検知対象72が存在しないと判定する場合を考える。上記規定の閾値は、一定値でもよいし、第1の閾値V1及び第2の閾値V2と同様に、時間の経過により変化する値でもよい。この場合、坂道等の特定物体71で生じた反射波W2によって検知対象72が存在すると判定部5が判定することを抑制するためには、坂道等の特定物体71で生じた反射波W2の受波強度I1が上記規定の閾値以下となるように、上記規定の閾値を予め決めておく必要がある。しかしながら、上記規定の閾値が大きいほど、センサシステム1が検知対象72を検知する感度が低下する可能性がある。

0054

これに対して、本実施形態のセンサシステム1では、反射波W2の受波強度I1が第1の閾値V1及び第2の閾値V2を超える場合に、判定部5は、差分時間に基づいて、検知対象72の存否を判定する。したがって、第1の閾値V1及び第2の閾値V2を上記規定の閾値よりも小さい値に予め決定しておいても、センサシステム1が検知対象72を検知する感度が低下する可能性を低減できる。

0055

(実施形態の変形例)
実施形態において、判定部5は、受波信号Sig1に基づいて求められた差分時間を用いて、検知対象72の存否を判定する。これに対して、判定部5は、受波信号Sig1に基づいて、検知対象72の存否を別のプロセスで判定してもよい。例えば、判定部5は、反射波W2のモデルの予め用意された波形と、実際に受波部22で測定された反射波W2の波形とのマッチングの度合に応じて、検知対象72の存否を判定してもよい。具体的には、判定部5は、反射波W2のモデルの受波強度を一定時間で積分した値と、実際に受波部22で測定された反射波W2の受波強度I1を上記一定時間で積分した値との一致率に応じて、検知対象72の存否を判定してもよい。あるいは、判定部5は、反射波W2のモデルの波形及び実際に受波部22で測定された反射波W2の波形の各々の、極大点極小点との位置及び数量等の一致率に応じて、検知対象72の存否を判定してもよい。

0056

また、実施形態において、判定部5は、複数の受波信号Sig1の波形の互いのマッチングの度合に応じて、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値以上であるか否かを判定する。判定部5は、複数の受波信号Sig1の互いの一致率が所定値未満である場合は、検知対象72が存在すると判定する。ここで、判定部5は、別のプロセスにより、複数の受波信号Sig1の互いの一致率を求めてもよい。例えば、判定部5は、各受波信号Sig1が示す各反射波W2の受波強度I1を一定時間で積分した値等の、各反射波W2の波形の特徴量の一致率を、複数の受波信号Sig1の互いの一致率と見做してもよい。また、判定部5とは別の構成が複数の受波信号Sig1の互いの一致率を求めてもよい。

0057

また、受波信号Sig1は、反射波W2を電気信号に変換した信号に限定されず、反射波W2の波形に関する情報を有する信号であればよい。例えば、受波信号Sig1は、反射波W2の受波強度I1が第1の閾値V1を超えた時点と、第2の閾値V2を超えた時点との情報を有する信号であってもよい。あるいは、受波信号Sig1は、反射波W2における差分時間の情報を有する信号であってもよい。あるいは、受波信号Sig1は、反射波W2の極大点と極小点との位置及び数量等の、反射波W2の波形の特徴量の情報を有する信号であってもよい。

0058

また、複数のセンサ部20は、車両10の前側部分に配置されることに限定されず、例えば、後側部分、右側部分及び左側部分に配置されてもよい。

0059

また、センサ2においてセンサ部20の個数は特に限定されず、1つであってもよいし、複数であってもよい。

0060

また、判定部5は、検知対象72の存否の判定において、第1の閾値V1と第2の閾値V2とに加えて、更に別の閾値を用いてもよい。例えば、受波強度I1が第2の閾値V2を超えた時点と、第2の閾値V2よりも大きい第3の閾値を超えた時点との間の時間が規定の時間長を超えることを、検知対象72が存在しないと判定部5で判定される条件に追加してもよい。

0061

また、実施形態において、判定部5が特定物体71と検知対象72とを識別して検知対象72の存否を判定することで、センサシステム1は、検知対象72を検知し、特定物体71を検知しないように構成されている。これに対して、判定部5が特定物体71と検知対象72とを識別して、特定物体71と検知対象72との両方の存否を判定することで、センサシステム1は、特定物体71と検知対象72との両方を検知するように構成されていてもよい。

0062

また、判定部5が特定物体71と検知対象72とを識別することは必須ではない。判定部5は、少なくとも検知対象72の存否を判定すればよい。

0063

また、実施形態において、判定部5は、物体7が特定の三次元形状を有する場合に、1又は複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象72が存在しないと判定する。より詳細には、物体7が特定の三次元形状を有するとは、物体7の表面の傾きが特定の傾きであることである。ここで、物体7が特定の三次元形状を有するとは、物体7の有する形状と特定の三次元形状とが厳密に一致することに限らず、予め決められたある程度の相違が有ってもよい。同様に、物体7の表面の傾きが特定の傾きであるとは、物体7の表面の傾きと特定の傾きとが厳密に一致することに限らず、予め決められたある程度の相違が有ってもよい。

0064

また、特定の三次元形状とは、1つの三次元形状に限らず、複数の三次元形状であってもよい。そして、判定部5は、物体7が複数の三次元形状のうち少なくとも1つを有する場合に、1又は複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象72が存在しないと判定してもよい。

0065

また、センサ部20において、送波部21と受波部22とは、1つの装置に集約して設けられていてもよいし、複数の装置に分かれて設けられていてもよい。また、センサ2において、複数のセンサ部20と制御回路23とは、1つの装置に集約して設けられていてもよいし、複数の装置に分かれて設けられていてもよい。

0066

(まとめ)
以上説明したように、本実施形態に係る検知システム3は、取得部4と、判定部5と、出力部6と、を備える。取得部4は、1又は複数の受波信号Sig1を取得する。1又は複数の受波信号Sig1は、送波された1又は複数の検知波W1が物体7で反射されて生じる、1又は複数の反射波W2の波形に関する情報を示す。判定部5は、取得部4において取得された1又は複数の受波信号Sig1に基づいて検知対象72の存否を判定する。出力部6は、判定部5の判定結果を出力する。判定部5は、物体7が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、1又は複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象72が存在しないと判定する。

0067

上記の構成によれば、判定部5は、物体7が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、検知対象72が存在しないと判定する。これにより、判定部5がこのような処理を行わない場合と比較して、検知システム3では、検知対象72の存否を判定する性能が向上する。

0068

また、本実施形態に係る検知システム3において、1又は複数の受波信号Sig1は、1又は複数の反射波W2を1又は複数の電気信号に変換した信号であることが好ましい。

0069

上記の構成によれば、受波信号Sig1は、反射波W2から容易に生成されることができる。

0070

また、本実施形態に係る検知システム3において、判定部5は、1又は複数の反射波W2の各々において、反射波W2の受波強度I1が、複数の閾値(第1の閾値V1及び第2の閾値V2)を超えたそれぞれの時点(時点T3及びT4、又は、時点T8及びT9)間の時間(時間ΔT34又はΔT89)に基づいて、検知対象72の存否を判定することが好ましい。複数の閾値は、個別の値を有する。

0071

上記の構成によれば、判定部5は、反射波W2の受波強度I1を複数の閾値(第1の閾値V1及び第2の閾値V2)と比較するという簡素な処理により、検知対象72の存否を判定することができる。

0072

また、本実施形態に係る検知システム3において、取得部4は、複数の受波信号Sig1を取得する。複数の受波信号Sig1は、複数の検知波W1が物体7で反射されて生じる複数の反射波W2の波形に関する情報を示す。複数の検知波W1は、一の方向D1に並んだ複数の送波部21から送波されることが好ましい。判定部5は、複数の受波信号Sig1の互いの一致率に基づいて、検知対象72の存否を判定することが好ましい。

0073

上記の構成によれば、判定部5は、複数の受波信号Sig1の互いの一致率に基づいた判定により、検知対象72の存否を、精度良く判定することができる。

0074

また、本実施形態に係るセンサシステム1は、検知システム3と、センサ2と、を備える。センサ2は、1又は複数の検知波W1を送波し、1又は複数の反射波W2を1又は複数の受波信号Sig1に変換して取得部4に出力する。

0075

上記の構成によれば、検知システム3の判定部5は、物体7が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、検知対象72が存在しないと判定する。これにより、判定部5がこのような処理を行わない場合と比較して、センサシステム1では、検知対象72の存否を判定する性能が向上する。

0076

また、本実施形態に係る検知方法は、取得ステップと、判定ステップと、出力ステップと、を備える。取得ステップでは、1又は複数の受波信号Sig1を取得する。1又は複数の受波信号Sig1は、送波された1又は複数の検知波W1が物体7で反射されて生じる、1又は複数の反射波W2の波形に関する情報を示す。判定ステップでは、取得ステップにおいて取得された1又は複数の受波信号Sig1に基づいて検知対象72の存否を判定する。出力ステップでは、判定ステップにおける判定結果を出力する。判定ステップでは、物体7が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、1又は複数の受波信号Sig1に基づいて、検知対象72が存在しないと判定する。

0077

上記の構成によれば、判定ステップでは、物体7が当該物体の表面の傾きが特定の傾きである三次元形状を有する場合に、検知対象72が存在しないと判定する。これにより、判定ステップにおいてこのような処理を行わない場合と比較して、検知対象72の存否を判定する性能が向上する。

0078

1センサシステム
2センサ
21送波部
3 検知システム
4 取得部
5 判定部
6 出力部
7物体
72検知対象
D1 一の方向
I1受波強度
Sig1受波信号
T3、T4、T8、T9 時点
ΔT34、ΔT89 時間
V1 第1の閾値(閾値)
V2 第2の閾値(閾値)
W1検知波
W2 反射波

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