CN106133550A - 物体探测装置以及物体探测方法 - Google Patents

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Abstract

物体探测装置具备控制器、第1传感器和第2传感器。第1传感器发射第1能量波，第2传感器发射第2能量波。第1传感器接收第1能量波的反射波，将其变换成第1自身信号，且接收第2能量波的反射波，将其变换成第1相互信号。第2传感器接收第2能量波的反射波，将其变换成第2自身信号，且接收第1能量波的反射波，将其变换成第2相互信号。

Description

物体探测装置以及物体探测方法
技术领域
本公开涉及物体探测装置，特别涉及利用能量波(波动)来测量到物体的距离的物体探测装置以及物体探测方法。
背景技术
已知能测量到物体的距离的物体探测装置。专利文献1的物体探测装置具备多个超声波传感器、控制电路、蜂鸣器和显示器。超声波传感器发射超声波，接收由物体反射的反射波。通过测量从发射到接收的时间来测量从超声波传感器到物体的距离。超声波传感器被设定为虽然接收基于自身所发射的发射波的反射波但不接收基于从其他超声波传感器发射的发射波的反射波。并且，控制电路基于超声波传感器的收发来检测车辆周边的物体，且根据超声波传感器所接收到的混响波的长度(时间)来判定在超声波传感器的周边是否附着了雪。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2011-215002号公报
发明内容
本公开中的物体探测装置具备控制器、第1传感器和第2传感器。第1传感器从控制器接收第1控制信号，对第1区域发射第1能量波。第2传感器从控制器接收第2控制信号，对与第1区域部分重叠的第2区域发射第2能量波。
第1传感器构成为接收第1能量波的反射波，将其变换成第1自身信号并发送给控制器，并且接收第2能量波的反射波，将其变换成第1相互信号并发送给控制器。第2传感器构成为接收第2能量波的反射波，将其变换成第2自身信号并发送给控制器，并且接收第1能量波的反射波，将其变换成第2相互信号并发送给控制器。
控制器构成为根据第1自身信号、第1相互信号、第2自身信号和第2相互信号来探测物体。
另外，本公开中的物体探测方法中，对第1传感器发送第1控制信号且对第2传感器发送第2控制信号，从第1传感器对第1区域发射第1能量波，从第2传感器对与第1区域部分重叠的第2区域发射第2能量波，由第1传感器接收第1能量波的反射波，将其变换成第1自身信号，且接收第2能量波的反射波，将其变换成第1相互信号，由第2传感器接收第2能量波的反射波，将其变换成第2自身信号，且接收第1能量波的反射波，将其变换成第2相互信号，根据第1自身信号、第1相互信号、第2自身信号和第2相互信号来探测物体。
附图说明
图1是本实施方式中的物体探测装置的框图。
图2是表示本实施方式中的物体探测装置的探测区域的示意图。
具体实施方式
图1是本实施方式中的物体探测装置50的框图。图2是表示本实施方式中的物体探测装置50的探测区域的示意图。
物体探测装置50具备控制器2、第1传感器1A和第2传感器1B。第1传感器1A从控制器2接收第1控制信号，对第1区域100A发射第1能量波。第2传感器1B从控制器2接收第2控制信号，对与第1区域100A部分重叠的第2区域100B发射第2能量波。
第1传感器1A构成为接收第1能量波的反射波，将其变换成第1自身信号并发送给控制器2，并且接收第2能量波的反射波，将其变换成第1相互信号并发送给控制器2。第2传感器1B构成为接收第2能量波的反射波，将其变换成第2自身信号并发送给控制器2，并且接收第1能量波的反射波，将其变换成第2相互信号并发送给控制器2。
控制器2构成为根据第1自身信号、第1相互信号、第2自身信号和第2相互信号来探测物体。
以下详细说明本公开的物体探测装置50。
物体探测装置50具备第1传感器1A、第2传感器1B和控制器2。第1传感器1A和第2传感器1B分别配置在固定于车辆3的保险杠4的水平方向上的不同位置。保险杠4是前保险杠或后保险杠的至少任意一方。另外，第1传感器1A和第2传感器1B构成为发射能量波(波动)的超声波，但也可以构成为发射超声波以外的能量波、例如电波。
控制器2例如具有微型控制器。控制器2构成为使得从第1传感器1A和第2传感器1B发射预先决定的持续时间的超声波。例如控制器2通过对第1传感器1A的驱动电路11A和第2传感器1B的驱动电路11B发送控制信号来控制驱动电路11A以及驱动电路11B的振荡器(未图示)的振荡。
第1传感器1A包含驱动电路11A、超声波产生装置12A、超声波受波装置13A和检波电路14A。另外，第2传感器1B包含驱动电路11B、超声波产生装置12B、超声波受波装置13B和检波电路14B。
驱动电路11A从控制器2接收控制信号，通过振荡器而生成振荡信号，将该振荡信号作为驱动信号输出给超声波产生装置12A。通过来自驱动电路11A的驱动信号而超声波产生装置12A的压电振动器(未图示)振动，发射超声波。
从超声波产生装置12A的送波面沿着射束轴10A产生超声波。在超声波产生装置12A的送波面为平面的情况下，射束轴10A与送波面的法线方向一致。
超声波受波装置13A在受波面接收从第1区域100A、第2区域100B等到来的超声波，由压电振动器将其变换成电信号。
另外，驱动电路11B从控制器2接收控制信号，由振荡器生成振荡信号，将该振荡信号作为驱动信号输出给超声波产生装置12B。通过来自驱动电路11B的驱动信号而超声波产生装置12B的压电振动器(未图示)振动，发射超声波。
从超声波产生装置12B的送波面沿着射束轴10B产生超声波。在超声波产生装置12B的送波面为平面的情况下，射束轴10B与送波面的法线方向一致。
超声波受波装置13B在受波面接收从第1区域100A、第2区域100B等到来的超声波，在压电振动器将其变换成电信号。
在此，超声波产生装置12A和超声波受波装置13A例如可以构成为具有压电振动器的1个超声波送受波装置。另外，超声波产生装置12B和超声波受波装置13B例如可以构成为具有压电振动器的1个超声波送受波装置。
另外，第1传感器1A和第2传感器1B分别以倾斜的状态安装在保险杠4，第1传感器1A的射束轴10A和第2传感器1B的射束轴10B相互在保险杠4的前方交叉。
检波电路14A具有放大器、比较器、施密特触发器或A/D转换器等(未图示)。检波电路14A在用放大器将从超声波受波装置13A输出的电信号放大后，用比较器等进行检波而生成检波信号(受波信号)，将其输出给控制器2。
同样地，检波电路14B具有放大器、比较器、施密特触发器或A/D转换器等(未图示)。检波电路14B在用放大器将从超声波受波装置13B输出的电信号放大后，用比较器等进行检波而生成检波信号(受波信号)，将其输出给控制器2。
另外，控制器2根据从第1传感器1A和第2传感器1B接收到的受波信号来探测存在于第1传感器1A所能探测的区域(第1区域100A)和第2传感器1B所能探测的区域(第2区域100B)的物体。具体地，控制器2根据从输出控制信号起到收取到受波信号为止的经过时间和超声波的速度(约320米每秒)来测量到物体为止的距离。
第1传感器1A的射束轴10A和第2传感器1B的射束轴10B相互在保险杠4的前方交叉。因此，从第1传感器1A发射、在物体反射的超声波不仅在送波源的第1传感器1A被接收，还在第2传感器1B被接收。同样地，从第2传感器1B发射、由物体反射的超声波不仅在作为送波源的第2传感器1B被接收，还在第1传感器1A被接收。
在以下的说明中，将第1传感器1A接收从第1传感器1A发射的超声波的反射波而得到的受波信号陈祚第1自身信号。将第2传感器1B接收从第2传感器1B发射的超声波的反射波而得到的受波信号称作第2自身信号。将第1传感器1A接收从第2传感器1B发射的超声波的反射波而得到的受波信号称作第1相互信号。将第2传感器1B接收从第1传感器1A发射的超声波的反射波而得到的受波信号称作第2相互信号。
图2表示从上方观察车辆3的情况下的第1区域100A、第2区域100B和第3区域100C。第1区域100A是能通过第1传感器1A接收从第1传感器1A发射的超声波的反射波来探测物体的区域。第2区域100B是能通过第2传感器1B接收从第2传感器1B发射的超声波的反射波来探测物体的区域。第3区域100C是能通过第1传感器1A接收从第2传感器1B发射的超声波的反射波来探测物体的区域以及从能通过第2传感器1B接收第1传感器1A发射的超声波的反射波来探测物体的区域。物体探测装置50能探测物体的区域(最大探测区域)根据第1区域100A、第2区域100B和第3区域100C来确定。其中，第3区域100C为将第1区域100A、第2区域100B合起来的区域以下。并且，第1区域100A、第2区域100B和第3区域100C的大小关系根据以下的第1开始时间、第2开始时间、第1规定时间、第2规定时间来确定。
接下来说明物体探测装置50的动作。控制器2对第1传感器1A输出控制信号并使第1计时器电路(未图示)工作，开始测量第1经过时间。第1传感器1A从控制器2接收控制信号，产生超声波。第1传感器1A和第2传感器1B接收超声波的反射波，将受波信号发送给控制器2。
在第1经过时间到达第1开始时间时，控制器2变得能接受来自第1传感器1A的受波信号(第1自身信号)。即，第1区域100A中的第1传感器1A的近端根据第1开始时间确定。
另外，在第1经过时间到达第2开始时间时，控制器2变得能接受来自第2传感器1B的受波信号(第2相互信号)。即，第3区域100C中的第1传感器1A的近端根据第2开始时间确定。
另外，控制器2对第1传感器1A输出控制信号的时间、即从第1传感器1A发射的超声波的持续时间设定为短于第1开始时间以及第2开始时间的各个时间的时间。
控制器2若从第1传感器1A接收到第1自身信号，就从第1计时器电路取得第1经过时间。然后，将这时的第1经过时间规定为第1测量时间。即，第1测量时间是控制器2从对第1传感器1A发送控制信号起到接收到第1自身信号为止的时间。若第1测量时间为第1规定时间以下，则控制器2判定为在第1区域100A内存在物体。
另外，控制器2若从第2传感器1B接收到第2相互信号，则从第1计时器电路取得第1经过时间。然后，将这时的第1经过时间规定为第2测量时间。即，第2测量时间是控制器2从对第1传感器1A发送控制信号起到接收到第2相互信号为止的时间。若第2测量时间为第2规定时间以下，则控制器2判定为在第3区域100C内存在物体。进而，控制器2能根据第1测量时间以及第2测量时间来运算到物体为止的距离。
在第1经过时间超过第1规定时间的情况下，控制器2停止从第1传感器1A收取第1自身信号。由此，第1区域100A的第1传感器1A的远端根据第1规定时间而确定。
另外，在第1经过时间超过第2规定时间的情况下，控制器2停止从第2传感器1B收取第2相互信号。由此，第3区域100C的第1传感器1A的远端根据第2规定时间而确定。在此，第1规定时间和第2规定时间既可以相同，也可以不同。
另一方面，控制器2对第2传感器1B输出控制信号并使第2计时器电路(未图示)工作，开始计测第2经过时间。第2传感器1B从控制器2接收控制信号，产生超声波。第1传感器1A和第2传感器1B接收超声波的反射波，将受波信号发送给控制器2。
在第2经过时间到达第1开始时间时，控制器2变得能接受来自第2传感器1B的受波信号(第2自身信号)。即，第2区域100B中的第2传感器1B的近端根据第1开始时间而确定。
另外，在第2经过时间到达第2开始时间时，控制器2变得能收取来自第1传感器1A的受波信号(第1相互信号)。即，第3区域100C中的第2传感器1B的近端根据第2开始时间而确定。
另外，控制器2对第2传感器1B输出控制信号的时间、即从第2传感器1B发射的超声波的持续时间设定为短于第1开始时间以及第2开始时间的各时间的时间。
控制器2若从第2传感器1B接收到第2自身信号，就从第2计时器电路取得第2经过时间。然后，将这时的第2经过时间规定为第3测量时间。即，第3测量时间是控制器2从使第2计时器电路工作、对第2传感器1B发送控制信号起到接收到第2自身信号为止的时间。若第3测量时间为第1规定时间以下，则控制器2判定为在第2区域100B内存在物体。
另外，控制器2若从第1传感器1A接收到第1相互信号，就从第2计时器电路取得第2经过时间。然后，将这时的第2经过时间规定为第4测量时间。即，第4测量时间是控制器2从使第2计时器电路工作、对第2传感器1B发送控制信号起到接收到第1相互信号为止的时间。
若第4测量时间为第2规定时间以下，则控制器2判定为在第3区域100C内存在物体。进而，控制器2能根据第1测量时间以及第2测量时间来运算到物体的距离。
在第2经过时间超过了第1规定时间的情况下，控制器2停止从第2传感器1B收取第2自身信号。由此，第2区域100B中的第2传感器1B的远端根据第1规定时间而确定。
另外，在第2经过时间超过了第2规定时间的情况下，控制器2停止从第1传感器1A收取第1相互信号。由此，第3区域100C中的第2传感器1B的远端根据第2规定时间而确定。第1规定时间和第2规定时间既可以相同，也可以不同。
在此，在超声波产生装置12A、12B的送波面附着了雪或泥等异物的情况下，由于异物与送波面一起振动，因此超声波产生装置12A、12B也能发射超声波。另一方面，在超声波受波装置13A、13B的受波面附着了雪或泥等异物的情况下，由于超声波(反射波)由异物被反射，因此超声波受波装置13A、13B不能接收反射波。
为此，控制器2在满足第1条件的情况下判定为有在第1传感器1A附着了异物的可能性。所谓第1条件，是指第2相互信号为阈值以上且第1自身信号小于阈值的条件。在此，第2相互信号为阈值以上是指在第3区域100C内探测到物体。
若在第3区域100C存在物体，则应当由第2相互信号和第1自身信号双方探测到物体。但若由第2相互信号探测到物体，未由第1自身信号中探测到物体，则有在第1传感器1A的受波面附着了异物的可能性。
进而，控制器2进一步优选构成为在除了满足第1条件以外还满足第2条件的情况下判定为在第1传感器1A附着了异物。所谓第2条件，是第2自身信号为阈值以上且第1相互信号小于阈值的条件。在此，第2自身信号为阈值以上是在第2区域100B内探测到物体。
若不仅满足第1条件还满足第2条件，则判定为在第1传感器1A的受波面附着了异物的可能性更高。
另外，控制器2在满足第3条件的情况下判定为有在第2传感器1B附着了异物的可能性。所谓第3条件，是根据第1相互信号的信号电平探测到第3区域100C内的物体且第2自身信号为给定的下限值以下的条件。
若在第3区域100C存在物体，则应当由第1相互信号和第2自身信号双方探测到物体。但若由第1相互信号探测到物体、由第2自身信号未探测到物体，则有在第2传感器1B的受波面附着了异物的可能性。
进而，控制器2进一步优选构成为在除了满足第3条件以外还满足第4条件的情况下判定为在第2传感器1B附着了异物。所谓第4条件，是指根据第1自身信号在第1区域100A探测到物体且第2相互信号的信号电平为给定的下限值以下的条件。
若不仅满足第3条件还满足第4条件，则判定为在第2传感器1B的受波面附着异物的可能性更高。
另外，在本实施方式中使用第1传感器1A和第2传感器1B这2个传感器。但传感器也可以是3个以上。
本公开的物体探测装置50由于不仅第1传感器1A和第2传感器1B分别单个地探测，还成为一对地进行探测，因此物体的探测精度得到提升。进而，本公开的物体探测装置50通过使第1传感器1A和第2传感器1B成为一对来进行探测，从而能容易地探测雪或泥等异物的附着。
通过使用本公开的物体探测装置50，从而物体的探测精度得到提升且能容易地探测到异物的附着。
标号的说明
1A 第1传感器
1B 第2传感器
2 控制器
3 车辆
4 保险杠
10A 射束轴
10B 射束轴
11A、11B 驱动电路
12A、12B 超声波产生装置
13A、13B 超声波受波装置
14A、14B 检波电路
50 物体探测装置
100A 第1区域
100B 第2区域
100C 第3区域

Claims (8)

1.一种物体探测装置，具备：
控制器；
第1传感器，其从所述控制器接收第1控制信号，对第1区域发射第1能量波；和
第2传感器，其从所述控制器接收第2控制信号，对与所述第1区域部分重叠的第2区域发射第2能量波，
所述第1传感器构成为接收所述第1能量波的反射波，将该第1能量波的反射波变换成第1自身信号并发送给所述控制器，并且接收所述第2能量波的反射波，将该第2能量波的反射波变换成第1相互信号并发送给所述控制器，
所述第2传感器构成为接收所述第2能量波的反射波，将该第2能量波的反射波变换成第2自身信号并发送给所述控制器，并且接收所述第1能量波的反射波，将该第1能量波的反射波变换成第2相互信号并发送给所述控制器，
所述控制器构成为根据所述第1自身信号、所述第1相互信号、所述第2自身信号和所述第2相互信号来探测物体。
2.根据权利要求1所述的物体探测装置，其中，
在所述第2相互信号为阈值以上且所述第1自身信号小于所述阈值的情况下，所述控制器判定为在所述第1传感器附着了异物。
3.根据权利要求1所述的物体探测装置，其中，
在所述第2相互信号为阈值以上且所述第1自身信号小于所述阈值、且所述第2自身信号为所述阈值以上且所述第1相互信号的信号电平小于所述阈值的情况下，所述控制器判定为在所述第1传感器附着了异物。
4.根据权利要求1所述的物体探测装置，其中，
所述控制器在第1规定时间内接收到所述第1自身信号的情况下，判定为在所述第1区域存在所述物体，
所述控制器在所述第1规定时间内接收到所述第2自身信号的情况下，判定为在所述第2区域存在所述物体，
所述控制器在第2规定时间内接收到所述第1相互信号或所述第2相互信号的情况下，判定为在所述第1区域和所述第2区域的至少一部分存在所述物体。
5.一种物体探测方法，
对第1传感器发送第1控制信号且对第2传感器发送第2控制信号，
从所述第1传感器对第1区域发射第1能量波，
从所述第2传感器对与所述第1区域部分重叠的第2区域发射第2能量波，
由所述第1传感器接收所述第1能量波的反射波，将该第1能量波的反射波变换成第1自身信号，且接收所述第2能量波的反射波，将该第2能量波的反射波变换成第1相互信号，
由所述第2传感器接收所述第2能量波的反射波，将该第2能量波的反射波变换成第2自身信号，且接收所述第1能量波的反射波，将该第1能量波的反射波变换成第2相互信号，
根据所述第1自身信号、所述第1相互信号、所述第2自身信号和所述第2相互信号来探测物体。
6.根据权利要求5所述的物体探测方法，其中，
在所述第2相互信号为阈值以上且所述第1自身信号小于所述阈值的情况下，判定为在所述第1传感器附着了异物。
7.根据权利要求5所述的物体探测方法，其中，
在所述第2相互信号为阈值以上、且所述第1自身信号小于所述阈值、且所述第2自身信号为所述阈值以上且所述第1相互信号的信号电平小于所述阈值的情况下，判定为在所述第1传感器附着了异物。
8.根据权利要求5所述的物体探测方法，其中，
在第1规定时间内接收到所述第1自身信号的情况下，判定为在所述第1区域存在所述物体，
在所述第1规定时间内接收到所述第2自身信号的情况下，判定为在所述第2区域存在所述物体，
在第2规定时间内接收到所述第1相互信号或所述第2相互信号的情况下，判定为在所述第1区域和所述第2区域的至少一部分存在所述物体。
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