CN107076851A - 超声波式物体检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声波式物体检测装置。超声波式物体检测装置基于到超声波传感器(1)接收发送波的反射波为止的时间，以规定的检测周期逐次检测上述超声波传感器与物体的距离。上述超声波式物体检测装置具备：存储部(21)，其存储与上述物体的距离；车辆信息取得部(F1)，其取得用于计算移动距离的车辆信息；检测距离预测部(F4)，其基于过去的检测结果与上述车辆信息，预测下次检测的与上述物体的距离；以及近距离判定部(F5)，其基于上述检测距离预测部所预测的距离亦即预测距离是否在近距离阈值以下，对在上述物体与上述超声波传感器的距离为上述近距离阈值以下的区域亦即近距离区域是否存在上述物体进行判定，该近距离阈值为在产生上述发送波的混响的期间来自上述物体的反射波返回至上述超声波传感器的距离的上限值。

Description

超声波式物体检测装置
技术领域
本申请基于2014年10月22日所申请的日本专利申请编号为2014-215718号的申请，在此引用其记载内容。
本发明涉及在车辆中使用，并通过收发超声波来检测物体的超声波式物体检测装置。
背景技术
超声波式物体检测装置从超声波传感器使超声波以规定的周期(作为检测周期)定期地发送，并且用该超声波传感器接收被在超声波的到达范围存在的物体(作为检测物体)反射的反射波。然后，基于从发送超声波到接收反射波为止的时间确定检测物体与超声波传感器的距离。这种超声波式物体检测装置例如用于在车辆中，检测在车辆的行进方向上存在的物体。以下，将发送的超声波称为发送波。
刚发送发送波之后的接收波形由于发送波的影响而成为信号强度高的状态(例如与发送波相同的等级)，并随着时间的经过而逐渐衰减。那样的现象被称为发送波的混响。通常，在混响为规定的信号强度以上的期间，无法检测到接收了反射波的情况。
在专利文献1中，公开有如下情况：在有发送波的混响的期间就接收到反射波那样近的区域(作为近距离区域)存在检测物体，且接收到来自该检测物体的反射波的情况下，将发送的混响波形与反射了的波形相加，混响波形的持续时间外观上变长。
进一步，在专利文献1中，在检测物体有无的判定之前设定直到与发送波的发送同时接收的接收波信号收敛为止的基准时间。该基准时间相当于在近距离区域不存在检测物体的情况下的混响波形的持续时间(作为混响影响时间)。然后，在检测物体有无的判定中，在直到与发送波的发送同时接收的接收波信号收敛为止所需的时间比基准时间长的情况下，判定为在近距离区域存在检测物体。
在专利文献1中，在检测物体有无的判定时测定出的混响影响时间比预定的混响影响时间(即基准时间)长的情况下，判定为在近距离区域存在检测物体。但是，有即使在近距离区域存在物体，混响影响时间也不变长的情况。例如，是检测物体存在为来自该检测物体的反射波在混响影响时间内收敛为规定的阈值以下那样近的情况。
以下，将来自检测物体的反射波在混响影响时间内收敛为规定的阈值以下的距离称为最接近距离，在近距离区域之中，也将超声波传感器与检测物体的距离为最接近距离以下的区域称为最接近区域。
这里，在检测周期充分小的情况下，在从检测物体充分远离超声波传感器的状态，至车辆接近检测物体到超声波传感器与检测物体的距离为最接近距离以下的程度为止的期间，能够观测混响影响时间的延长。这里的混响影响时间的延长是指，在检测物体有无的判定时测定出的混响影响时间比预定的混响影响时间长。
然后，在暂时检测到混响影响时间的延长的情况下，保持检测物体存在于近距离区域这一判定结果，由此，也考虑如下结构：假设即使在之后未检测到混响影响时间的延长的情况下，也识别为检测物体存在于近距离区域。
但是，在检测周期相对于车辆对检测物体的接近速度而相对大的情况下，存在不检测混响影响时间的延长，而使超声波传感器接近检测物体直到超声波传感器与检测物体的距离为最接近距离以下为止的情况。在那样的情况下，无法检测到混响影响时间的延长，从而无法判定为检测物体存在于近距离区域。
专利文献1:日本专利第3296804号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种即使在无法检测到混响影响时间的延长的情况下，也能够判定检测物体是否存在于近距离区域的超声波式物体检测装置。
在本发明的一方式中，超声波式物体检测装置在车辆中使用，基于从超声波传感器发送了发送波到接收反射波为止的时间，以规定的检测周期逐次检测存在于发送波的到达范围的物体与上述超声波传感器的距离。上述超声波式物体检测装置具备：存储部，其对检测到的上述物体与上述超声波传感器的距离进行存储；车辆信息取得部，其取得车辆信息，该车辆信息用于计算从上次检测上述超声波传感器与上述物体的距离开始到下次检测上述超声波传感器与上述物体的距离为止的上述车辆的移动距离；检测距离预测部，其基于上述存储部存储的过去的检测结果与上述车辆信息，预测下次上述超声波传感器与检测的上述物体的距离；以及近距离判定部，其基于预测距离是否为近距离阈值以下，对上述物体是否存在于上述物体与上述超声波传感器的距离为上述近距离阈值以下的区域亦即近距离区域进行判定。上述近距离阈值是在产生上述发送波的混响的期间，来自上述物体的反射波返回至上述超声波传感器的距离的上限值。上述预测距离是上述检测距离预测部预测出的距离。
根据这样的结构，在判定检测物体是否存在于近距离区域之后，无需检测混响影响时间的延长。因此，即使在检测周期相对于车辆对检测物体的接近速度相对大、且周期性的检测处理在无法检测混响影响时间的延长的定时进行的情况下，也能够判定为检测物体存在于近距离区域。即，即使在无法检测混响影响时间的延长的情况下，也能够判定检测物体是否存在于近距离区域。
附图说明
参照附图，通过下述的详细描述，本发明的上述目的以及其它的目的、特征、优点会变得更加明确。在附图中，
图1是物体检测系统的结构图，
图2是用于针对混响影响时间进行说明的示意图，
图3是用于针对本实施方式所涉及的周边监视ECU执行的近距离判定处理进行说明的流程图，
图4是表示第一反射波与混响波结合的状态的示意图，
图5是表示第一反射波埋没于混响波的状态的示意图，
图6是用于针对近距离判定部实施的预测结果采用条件判定处理进行说明的流程图，
图7是用于对本实施方式的效果进行说明的图，以及
图8是表示变形例3中的周边监视ECU的示意性结构的框图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1所示的物体检测系统100安装于车辆10，具备超声波传感器1、周边监视ECU2、报告装置3、以及车载传感器组4。超声波传感器1与周边监视ECU2连接为能够通过LIN总线5相互通信。另外，周边监视ECU2连接为经由众所周知的车内LAN6能够与报告装置3、车载传感器组4相互通信。以下，将安装有物体检测系统100的车辆10称为本车辆。
报告装置3担负基于来自周边监视ECU2的指示，向驾驶员通知超声波传感器1检测到物体的情况的作用。该报告装置3使用众所周知的显示装置、扬声器、以及产生振动的振动产生装置(以下，为振动器)的至少一个实现即可。
例如，在报告装置3实施借助驾驶员的视觉的报告的情况下，将基于来自周边监视ECU2的指示的图像(包括文本)显示在显示装置，从而将检测到物体的情况通知给驾驶员即可。当然，借助驾驶员的视觉的报告也可以是使用LED等指示器的方式。另外，在该报告装置3实施借助驾驶员的听觉的报告的情况下，输出通知检测到物体的情况的规定的语音(仅包括警告音)。并且，在报告装置3实施借助驾驶员的触觉的报告的情况下，使振动器以预定的振动模式振动，从而对驾驶员通知检测到物体的情况。此外，振动器设置于驾驶员的座椅、手柄等与驾驶员接触的部分即可。
车载传感器组4是用于检测与本车辆10的行驶相关的各种状态量的传感器的集合。在车载传感器组4例如包括车速传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、GNSS接收器、转向操纵角传感器、档位传感器等。
车速传感器检测本车辆10的行驶速度，加速度传感器检测作用于本车辆10的前后方向的加速度。此外，这里的加速度用正的值表示车速增加的方向。即，加速度为负的情况表示正在减速的状态。
GNSS接收器接收来自GNSS(Global Navigation Satellite System：全球卫星导航系统)使用的卫星的电波，由此，取得表示GNSS接收器的当前位置的位置信息(纬度以及经度)。当然，GNSS接收器也可以为GPS接收器。陀螺仪传感器检测本车辆10的绕垂直轴的旋转角速度，转向操纵角传感器基于转向的转向角检测转向操纵角。档位传感器检测换档杆的位置。
车载传感器组4具备的各传感器检测到的各种状态量(作为车辆信息)逐次(例如每100毫秒)输出至周边监视ECU2。此外，车载传感器组4无需全部具备以上叙述的传感器。另外，车载传感器组4具备的传感器并不限定于以上例示的传感器。
超声波传感器1如图1所示，超声波传感器1具备收发元件11、发送电路部12、接收电路部13、控制部14。此外，在图1中，为了方便而仅示出一个超声波传感器1，但物体检测系统100也可以具备多个超声波传感器1。
作为一个例子，在本实施方式中，具备四个对在本车辆10的前方存在的物体进行检测的超声波传感器1(作为前方用传感器)，具备四个用于对在本车辆10的后方存在的物体进行检测的超声波传感器1。前方用传感器例如以形成所希望的检测区域的方式配置于前保险杠即可。另外，后方用传感器例如以形成所希望的检测区域的方式配置于后保险杠即可。所有超声波传感器都形成为与这里叙述的超声波传感器1相同的结构。
收发元件11发送超声波，并且接收所发送的超声波(以下，为发送波)在外部的物体反射而产生的反射波。收发元件11的一个振荡元件兼顾发送与接收。
发送电路部12对超声波区域的规定频率的正弦波进行脉冲调制而生成脉冲信号。基于该脉冲信号，使超声波从收发元件11周期性地输出。输出超声波的周期(作为检测周期)例如为数百毫秒。接收电路部13对在收发元件11产生的信号(以下，为接收信号)进行放大以及AD转换并输出至控制部14。
此外，收发元件11在停止脉冲信号的输出之后，也持续一定时间振动。该脉冲信号停止后的振动为混响。混响逐渐衰减。在从开始发送该发送波到混响衰减的过程中，由接收电路部13接收的接收信号的示意图在图2示出。
图2所示的混响影响时间TR表示开始发送波的发送之后，接收信号的信号强度(以下，为接收信号强度)第一次低于强度阈值THA为止的时间。混响影响时间TR是与脉冲信号对应的超声波的输出时间、以及混响收敛为强度阈值THA以下为止所需的时间(混响收敛时间)的和。
混响影响时间TR除了收发元件11等硬件要素之外，还由发送波的输出等级、强度阈值THA等决定。混响影响时间TR由用于测量混响影响时间TR的各种试验、模拟等预先设定即可。此外，图2所示的混响波R0表示发送波与发送波的混响中的、与强度阈值THA以上的部分对应的接收信号。
控制部14向发送电路部12输出指示使其生成脉冲信号的指示信号。然后，控制部14从接收电路部13取得接收信号，并基于取得的接收信号进行反射波的检测。
反射波的检测能够从发送发送波之后，经过了混响影响时间TR(参照图2)的时刻而进行。控制部14在混响影响时间TR结束后，在接收信号强度超过强度阈值THA的情况下，判定为接收了来自物体(作为检测物体)的反射波。然后，对从发送发送波到接收反射波为止的飞行时间(TOF：Time of Flight)的一半乘以音速，由此，计算到检测物体为止的距离。
此外，在本实施方式中，将混响影响时间TR的决定所使用的强度阈值THA、以及反射波的检测所使用的强度阈值THA设为相同的值，但也可以将它们设为相互不同的值。以下，将超声波传感器1的控制部14计算出的距离设为检测距离D。
然而，在发送波被相同物体多重反射、被存在于不同位置的检测物体反射的情况下，也存在相对于一个发送波检测到多个反射波的情况。在相对于一次发送而检测到多个反射波的情况下，控制部14针对多个反射波的每一个计算检测距离D。
以下，在需要将相对于一次发送而在多个时刻检测到的反射波的每一个进行区别的情况下，将从发送发送波之后第一次检测到的反射波称为第一反射波，将下一次检测到的反射波称为第二反射波。另外，在只记载为反射波的情况下，指第一反射波，在只记载为检测距离D的情况下，指与第一反射波对应的检测距离D。
控制部14将包括检测距离D的检测结果数据输出给周边监视ECU2。这里的检测结果数据除了检测距离D之外，还包括反射波超过强度阈值THA的时间、反射波低于强度阈值THA的时间、以及波高值。波高值是从反射波超过强度阈值THA到低于该强度阈值THA为止的期间的最大值。
另外，检测结果数据为与一次发送波对应的数据，在相对于一次发送而接收到多个反射波的情况下，包括针对每一个反射波的上述信息。例如检测结果数据为将针对各反射波的信息按照检测到该反射波的顺序排列的数据即可。
以下，将从输出发送波到将检测结果数据提供给周边监视ECU2为止的由控制部14进行的一系列的处理称为检测处理。检测处理例如在从周边监视ECU2输入有以实施检测处理的方式指示的控制信号的状态下，以上述的检测周期周期性地执行即可。
周边监视ECU2是具备了CPU、ROM、RAM、输入输出接口、以及存储器21等的公知的电路结构。CPU执行存储于ROM或者存储器21的程序，由此，周边监视ECU2作为车辆信息取得部F1、检测结果取得部F2、报告处理部F3、检测距离预测部F4、近距离判定部F5发挥作用。此外，也可以通过一个或者多个IC等以硬件的方式构成周边监视ECU2所执行的功能的一部分或者全部。该周边监视ECU2相当于权利要求中记载的超声波式物体检测装置。
存储器21由众所周知的能够改写的存储介质实现即可。此外，在将用于供CPU执行的程序保存在存储器21的情况下，存储器21至少具备用于储存该程序的非易失性的存储区域。存储器21相当于权利要求中记载的存储部。
车辆信息取得部F1从车载传感器组4取得车辆信息。车辆信息取得部F1所取得的车辆信息储存于存储器21。存储器21也能够由其它功能部参照，各功能部必要时能够执行使用了储存于存储器21的车辆信息的处理。
另外，车辆信息取得部F1基于取得的车辆信息，确定本车辆10的行进方向。例如，本车辆10的行进方向以档位传感器的检测结果、车轮的旋转方向进行判定即可。更具体而言，在档位成为向本车辆10前进的方向传递驱动力的前进位置的情况下，行进方向判定为前方。另外，在档位成为向本车辆10后退的方向传递驱动力的后退位置的情况下，行进方向判定为后方。
检测结果取得部F2逐次取得从超声波传感器1输入的检测结果数据。另外，将检测结果数据以知道其取得的顺序的方式储存在存储器21。例如检测结果取得部F2对检测结果数据附上表示其取得时刻(或者取得顺序)的信息(时间戳)，并且将检测结果数据在以时间序列顺序排列的状态下储存在存储器21即可。
报告处理部F3基于超声波传感器1的检测结果，判定在规定的报告区域内是否存在检测物体。然后，在报告区域内存在检测物体的情况下，将在报告区域内存在检测物体的情况报告给报告装置3。这里的报告区域相对于超声波传感器1的发送波的到达范围(成为检测区域)适当地设计即可。至少，报告区域包括检测区域中的、距离超声波传感器1为后述的近距离阈值Dth1以内的区域。将该报告处理部F3实施的处理作为报告处理。使用图3以下的图对检测距离预测部F4以及近距离判定部F5进行说明。
此外，周边监视ECU2执行各种处理。例如，基于车辆信息取得部F1所取得的车辆信息，判定车速是否为规定的动作车速区域。然后，在车速为动作车速区域的期间，对超声波传感器1输出以逐次实施检测处理的方式指示的控制信号。动作车速区域例如为40km/h以下。
如上述那样，周边监视ECU2实施各种处理。那些处理可以使用众所周知的任务调度算法在单一的CPU中进行，也可以在多个CPU中并列地进行。
接下来，使用图3所示的流程图对周边监视ECU2实施的、近距离判定处理进行叙述。该近距离判定处理是对在本车辆10的行进方向上存在的检测物体是否存在于在有混响的时候就接收到第一反射波R1那样的近距离进行判定的处理。以下，对于超声波传感器1而言，将在有发送波的混响的时候就返回来来自检测物体的第一反射波R1那样近的区域称为近距离区域。近距离区域即使较大，也是距离超声波传感器1为30～50cm以内的区域。
该近距离判定处理基于来自在本车辆10的行进方向形成检测区域的超声波传感器1的检测结果数据进行。这是因为，针对在相对地远离本车辆10的方向存在的检测物体而言，随着车辆的行驶而离去的可能性较高，且实施以下叙述的近距离判定处理的有用性相对较低。
当然，作为其它方式，也可以将在本车辆10的行进方向以外的方向形成检测区域的超声波传感器1作为处理的对象。另外，在存在多个在本车辆10的行进方向形成检测区域的超声波传感器1的情况下，对那些多个超声波传感器1的每一个的检测结果数据进行下述近距离判定处理即可。
图3所示的近距离判定处理例如在点火开关接通的期间，检测结果取得部F2在每次从作为该处理的对象的超声波传感器1取得检测结果数据时执行即可。
此外，作为其它方式，在是物体检测系统100将多个超声波传感器1的检测结果进行组合来确定检测物体相对于本车辆10的相对位置(距离以及方向)的结构的情况下，该近距离判定处理也可以按每个检测的物体来实施。在该情况下，在由在本车辆10的行进方向形成检测区域的所有超声波传感器1进行的检测处理为一个周期时，实施该近距离判定处理即可。
在步骤S100中，检测距离预测部F4取得预测用信息并移至步骤S110。这里的预测用信息是用于对由下次的检测处理检测的检测距离D进行预测而使用的信息。更具体而言，检测距离预测部F4访问存储器21，取得从上次超声波传感器1取得的检测结果数据、和进行上次检测处理的时刻的车速以及加速度。
这里读取的过去的检测结果数据并不限定于上次的检测结果数据，也可以是多次之前的检测结果数据。另外，这里，假定从超声波传感器1上次发送了发送波到下次发送发送波为止的加速度视为恒定，则构成为，作为预测用信息取得从上次超声波传感器1取得检测结果数据的时刻的车速以及加速度，但并不限定于此。
从实施了上次检测处理至实施下次检测处理为止，即，针对在一定时间(这里为检测周期)期间计算本车辆10移动的距离的方法，援用众所周知的方法即可。另外，用于计算该移动距离的信息也作为与该援用的方法相应的信息即可。这里例示的移动距离的计算方法只不过是一个例子。
例如，作为其它方式，在一次检测周期期间多次取得车辆信息那样的检测周期较长的情况下，也可以取得多个时刻的车速与加速度。更具体而言，构成为取得实施上次检测处理的时刻的车速及加速度、以及之后取得的车速及加速度即可。另外，其他，也可以构成为不取得实施上次检测处理的时刻的车速以及加速度，而取得最新的车速以及加速度。并且，并不限定于车速与加速度，也可以使用位置信息、车轮的旋转角度。
在步骤S110中，检测距离预测部F4基于检测周期、以及在步骤S100中取得的车速及加速度，计算从实施了上次检测处理至下次实施为止的本车辆10的移动距离。例如，将对加速度乘以检测周期的平方之后除以二而得的值与对实施上次检测处理时的车速乘以检测周期的值相加，从而计算移动距离Dm。
然后，从上次的检测距离D减去移动距离Dm，从而计算由下次的检测处理检测的距离。将该检测距离预测部F4计算出的距离作为预测距离De。若该步骤S110中的处理结束，则移至步骤S120。
在步骤S120中，近距离判定部F5判定预测距离De是否在规定的近距离阈值Dth1以下。该近距离阈值Dth1是被检测物体反射的反射波(原本的第一反射波)R1在混响影响时间TR内返回来至超声波传感器1的距离。即，近距离阈值Dth1为超声波在混响影响时间TR期间在超声波传感器1与检测物体之间往返的距离的上限值。因此，近距离阈值Dth1为对混响影响时间TR乘以音速之后除以二而得的距离。上述的近距离区域相当于距离超声波传感器1为近距离阈值Dth1以内的区域。
这里，第一反射波R1在混响影响时间TR内返回至超声波传感器1的情况下的接收信号的示意图在图4以及图5中示出。在混响影响时间TR内返回至超声波传感器1的情况意味着，通过混响波R0而在接收信号强度从强度阈值THA以上的状态到低于强度阈值THA之前接收到第一反射波R1的情况。
如上述那样，控制部14在混响收敛、接收信号强度暂时低于强度阈值THA之后，在检测到超过强度阈值THA的接收信号的情况下判断为接收到反射波。因此，如图4、图5所示，在发送波的输出后、在接收信号强度低于强度阈值THA之前接收到第一反射波R1的情况下，无法检测原本的第一反射波R1。
此外，图4表示由于来自检测物体的原本的第一反射波R1，观测的混响影响时间TRx比预定的混响影响时间TR长的情况。将这样实际观测到的混响影响时间TRx由于来自检测物体的反射波而比预定的混响影响时间TR长的情况表述为混响影响时间延长、或者混响波R0与第一反射波R1结合。
另外，图5表示原本的第一反射波R1埋没于混响波R0的情况。如该图5所示，在原本的第一反射波R1埋没于混响波R0的情况下，也不检测原本的第一反射波R1，而将原本的第二反射波作为第一反射波进行观测。原本的第一反射波R1埋没于混响波R0的情况是指，来自检测物体的原本的第一反射波R1在混响影响时间TR内收敛为规定的阈值以下的情况。
以下，将来自检测物体的原本的第一反射波R1在混响影响时间TR内收敛为规定的阈值以下的距离的上限值称为最接近距离。在本实施方式中，将近距离阈值Dth1设为超声波在混响影响时间TR期间在超声波传感器1与检测物体之间往返的距离，但作为其它方式，也可以将最接近距离用作近距离阈值Dth1。最接近距离基于各种试验设定即可。
回到图3，在预测距离De为近距离阈值Dth1以下的情况下，步骤S120为是并移至步骤S130。另一方面，在预测距离De大于近距离阈值Dth1的情况下，步骤S120为否并移至步骤S170。
在步骤S130中，近距离判定部F5临时判定为在近距离区域(即近距离阈值Dth1以内)存在检测物体，并移至步骤S140。此外，在该阶段中，不断定检测物体存在于近距离区域。因此，不实施随着在近距离区域存在检测物体的情况而进行的处理(例如报告处理)等。该步骤S130中的临时判定在经由接下来的步骤S140、S150的步骤S160确定。该步骤S130相当于临时判定部。
在步骤S140中，近距离判定部F5实施预测结果采用判定处理。在该预测结果采用判定处理中，判定是否使在步骤S140进行的临时判定确定。该处理担负减少如下担忧的作用：尽管检测物体实际上不存在于近距离区域，但是基于预测距离De判定为检测物体存在于近距离区域。针对该预测结果采用判定处理，使用图6所示的流程图进行说明。该步骤S140相当于采用条件判定部。
在该图6所示的预测结果采用判定处理中，判定当前的本车辆10的行驶状况、超声波传感器1的检测状况是否满足预定的预测结果采用条件。预测结果采用条件是用于判定是否为检测物体实际上存在于近距离区域的可能性较高的状况的条件。在该预测结果采用条件被满足的情况下，意味着是检测物体实际上存在于近距离区域的状况的可能性较高。
首先，在步骤S141中，判定加速度是否为规定的加速度阈值Ath以下。这里，在加速度为加速度阈值Ath以下的情况下，步骤S141为是并移至步骤S142。另一方面，在加速度大于加速度阈值Ath的情况下，步骤S141为否并移至步骤S147。
这里使用的加速度例如设为车辆信息取得部F1取得的最新的加速度即可。另外，适当地设计加速度阈值Ath即可，这里设为0。因此，在本实施方式中，在加速度为0或者负的值(减速中)的情况下，步骤S141判定为是。
在步骤S142中，判定车速是否为规定的车速阈值Vth以下。这里，在车速为车速阈值Vth以下的情况下，步骤S142为是并移至步骤S143。另一方面，在车速大于车速阈值Vth的情况下，步骤S142为否并移至步骤S147。
这里使用的车速例如设为车辆信息取得部F1取得的最新的车速即可。另外，适当地设计车速阈值Vth即可，这里设为慢行等级的值(例如10km/h)。这是因为，在检测物体至少存在于报告区域的情况下，实施伴随于该情况的处理(报告处理等)，由此，通过驾驶员操作或者自动的车辆控制，车速被抑制至慢行等级的可能性较高。
上述的加速度阈值Ath也基于与车速阈值Vth相同的思想规定。即，在检测物体存在于近距离区域的情况下，基于在与存在于行进方向的检测物体接近的情况下，应该进行减速控制这一假定。
在步骤S143中，从超声波传感器1取得这次的检测处理的检测结果数据并移至步骤S144。该这次的检测处理的检测结果数据是指，对于预测距离De的计算中使用的上次的检测结果数据而言的下一次的检测结果数据。
在步骤S144中，基于这次的检测结果数据，判定检测结果数据中包含的第一反射波是否为多重反射波。这里的多重反射波是在超声波传感器1与检测物体之间多次往返且被接收的反射波。
例如，在检测物体位于近距离区域的情况下，如在图4以及图5的说明中也提及的那样，原本的第一反射波R1结合或者埋没于混响波R0，无法再被检测到。相反地，原本的第一反射波R1由超声波传感器1等反射，并且由超声波传感器1反射的第一反射波R1由物体再反射，从而被超声波传感器1检测到。
在该超声波传感器1与检测物体间两次往返的超声波(作为两次反射波)R2在处理上，被作为第一反射波检测。此外，在检测物体存在于比近距离阈值Dth1远的位置的情况下，也存在两次反射波被作为第二反射波、第三反射波等检测的情况。
在本实施方式中，根据该检测距离D判定第一反射波是否为多重反射波。更具体而言，在第一反射波的检测距离D为近距离阈值Dth1的两倍以下的情况下，判定为观测的第一反射波R1为两次反射波(即多重反射波)。
第一反射波的检测距离D为近距离阈值Dth1的两倍以下的理由如下。原本的第一反射波R1与混响波R0结合的情况下的最大距离为近距离阈值Dth1。另外，原理上，相对于原本的第一反射波R1，两次反射波在超声波传感器1与检测物体间两次往返，由此，该检测距离D为原本的第一反射波R1的检测距离的两倍。因此，若原本的第一反射波R1与混响波R0结合，能够观测到的外观上的第一反射波实际上为两次反射波，则检测距离D≤近距离阈值Dth1×2成立。
此外，作为其它方式，在第一反射波的波高值未饱和的情况下，也可以判定为观测的第一反射波R1为两次反射波。两次反射波传播原本的第一反射波R1的两倍的距离，并且合计被反射三次到达超声波传感器1。因此，两次反射波较大地衰减，波高值远远小于原本的第一反射波R1。即，第一反射波的波高值未饱和的情况意味着接收到被多重反射而衰减了的反射波。
进一步，作为其它方式，在第一反射波的检测距离D为近距离阈值Dth1的两倍以下，并且第一反射波的波高值未饱和的情况下，也可以判定为观测的第一反射波R1为两次反射波。此外，这里，对将相对于用于判定观测到的第一反射波是否为多重反射波的波高值而使用的基准设为饱和值的方式进行了例示，但并不限定于此。也可以相对于波高值设定用于判定观测到的第一反射波是否为多重反射波的阈值(作为多重反射阈值)。
在那样的方式中，在第一反射波的检测距离D比近距离阈值Dth1的两倍小，并且该波高值比多重反射阈值小的情况下，判定为观测到的第一反射波为两次反射波(即多重反射波)即可。该多重反射阈值设为大于强度阈值THA、并且小于饱和等级的值即可，且通过试验决定即可。
另外，对以上观测到的第一反射波为两次反射波的情况进行了例示，但相对于在超声波传感器1与检测物体之间三次往返以上的反射波，也能够通过上述条件而推断为多重反射波。
在步骤S144，在判定为第一反射波是多重反射波的情况下，步骤S144为是并移至步骤S145。另一方面，在判定为第一反射波不是多重反射波的情况下，步骤S144为否并移至步骤S147。
在步骤S145中，判定检测距离差ΔD是否为规定的距离差用阈值Dth2以上。检测距离差ΔD是从这次的检测距离D减去上次的检测距离D的值。假设，在上次的检测处理观测到的第一反射波、在这次的检测处理观测到的第一反射波均为原本的第一反射波R1的情况下，本车辆10向检测物体存在的方向进行，由此，与上次的检测距离D相比，这次的检测距离D变小。即，在还能够检测到原本的第一反射波R1的情况下，检测距离差ΔD成为负的值。
然而，在这次的检测处理观测到的第一反射波为两次反射波的情况下，检测距离D相当于原本的第一反射波R1的检测距离的两倍。因此，假设，在上次的检测处理检测到与混响波R0刚结合之前的原本的第一反射波R1，并且在这次的检测处理将两次反射波作为第一反射波检测的情况下，这次的检测距离D比上次的检测距离D长。
换句话说，检测距离差ΔD为距离差用阈值Dth2以上的情况意味着，将两次反射波作为第一反射波检测的情况。此外，距离差用阈值Dth2通过试验规定即可，例如设为4～10cm左右的任意的设计值即可。另外，根据上述判定条件，原本的第一反射波R1与混响波R0结合或者埋没于混响波R0的结果是，在观测上的第一反射波成为来自距离该超声波传感器1第二近的其它检测物体的反射波的情况下，也进行相同的动作。该情况也依然意味着与该原本的第一反射波R1对应的检测物体存在于近距离区域，从而起到提高步骤S130中的临时判定的有理性的效果。
在检测距离差ΔD为规定的距离差用阈值Dth2以上的情况下，步骤S145为是并移至步骤S146。另一方面，在检测距离差ΔD不足规定的距离差用阈值Dth2的情况下，步骤S145为否并移至步骤S147。
在步骤S146中，判定为预测结果采用条件满足。然后，将该判定结果保持为内部状态，并回到图3所示的近距离判定处理的步骤S150。在步骤S147中，判定为预测结果采用条件不满足。然后，将该判定结果保持为内部状态，回到该预测结果采用判定处理的调用方(步骤S150)。
回到图3，继续进行步骤S150以后的近距离判定处理的说明。上述的预测结果采用判定处理的结果是，在判定为预测结果采用条件满足的情况下，步骤S150为是并移至步骤S160。另一方面，在判定为预测结果采用条件不满足的情况下，步骤S150为否并移至步骤S170。
在步骤S160中，近距离判定部F5对步骤S130中的临时判定进行确定。即，判定为检测物体存在于近距离区域并结束本流程。周边监视ECU2基于该步骤S160中的判定实施报告处理等。
步骤S170为例外处理，适当地设计其处理内容即可。例如在步骤S170中，直接采用由作为预测的对象的那次检测处理检测的(到的)检测距离D。换言之，步骤S100至步骤S160的处理为用于如下情况的处理：不基于超声波传感器1检测到的实测值、而基于根据上次的实测值计算出的预测值，视为检测物体存在于近距离区域。
(实施方式的效果)
若检测物体存在于距离超声波传感器1为近距离阈值Dth1以内(即近距离区域)的位置，则如图4以及图5所示，存在第一反射波R1与混响波R0结合或者埋没于混响波R0，而观测为一个波形的情况。在这样的情况下，无法通过超声波传感器1检测到检测物体存在于近距离区域。进一步，存在将来自该检测物体的多重反射波作为第一反射波检测的、计算出错误的距离的担忧。
相对于那样的课题，在本实施方式的结构中，基于上次的检测处理的检测距离D、以及本车辆10的移动距离，预测在下次的检测处理检测到的距离(预测距离De)。然后，判定预测距离De是否为近距离阈值Dth1以下，并基于该判定结果，判定检测物体是否存在于近距离区域。
因此，根据本实施方式的结构，即使在检测物体存在于距离超声波传感器1为近距离阈值Dth1以内(即近距离区域)的位置的情况下，也能够判定为检测物体存在于近距离区域。
另外，在本实施方式中，在预测距离De为近距离阈值Dth1以下的情况下，临时判定为检测物体存在于近距离区域(步骤S130)，并实施预测结果采用判定处理(步骤S140)。然后，预测结果采用判定处理的结果形成为如下方式：在判定为预测结果采用条件满足的情况下，确定该临时判定。
该预测结果采用条件是意味着检测物体存在于近距离区域的状况的条件，由此，该预测结果采用条件满足的情况意味着，实际上检测物体存在于近距离区域的可能性较高。因此，根据以上的结构，能够更精度良好地判定为检测物体存在于近距离区域。
然而，在专利文献1中，根据观测到的混响影响时间TRx是否比原本的混响影响时间TR长、即根据观测到的混响影响时间TRx是否延长，来检测检测物体存在于近距离阈值Dth1以内的情况。
另外，在车速相对较小、每检测周期的移动量相对于近距离阈值Dth1、第一反射波R1的脉冲宽度而充分小的情况下，在与检测物体接近的过程中，能够在第一反射波R1与混响波R0结合的时机实施检测处理。在那样的情况下，能够对混响影响时间的延长进行检测，由此，在专利文献1中也检测检测物体存在于近距离区域的情况。
然后，在暂时检测到混响影响时间的延长之后，若构成为在规定时间保持检测物体存在于近距离区域这一检测结果，则即使在原本的第一反射波R1埋没于混响波R0的状态(图5)下，也能够判定为检测物体存在于近距离区域。
但是，在每一检测周期的移动距离相对于近距离阈值Dth1、第一反射波R1的脉冲宽度相对大的情况下，也存在无法检测到由第一反射波R1与混响波R0结合导致的混响影响时间的延长的情况。即，在与检测物体接近的过程中，在第一反射波R1与混响波R0结合的时机，也存在不实施检测处理的情况。图7所示的R1a表示在上次的检测处理接收的第一反射波，R1b表示在其下一次的检测处理接收的原本的第一反射波。
在那样的情况下，未检测到混响影响时间的延长，由此，在专利文献1的技术中，无法检测到检测物体存在于近距离区域。
另一方面，根据本实施方式结构，在判定检测物体是否存在于近距离区域之后，无需检测混响影响时间的延长。因此，即使在每一检测周期的移动距离相对于近距离阈值Dth1、第一反射波R1的脉冲宽度相对大的情况下，也能够判定为检测物体存在于近距离区域。另外，能够实施与该判定结果相应的报告处理等。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，以下的变形例也包含于本发明的技术范围，并且能够在下述以外的不脱离主旨的范围内进行各种变更并实施。
＜变形例1＞
在上述的实施方式中，形成为如下方式：在预测距离De为近距离阈值Dth1以下的情况下，临时判定为检测物体存在于近距离区域(步骤S130)，之后，在步骤S160中确定该临时判定，但并不限定于此。即，也可以在步骤S130中判定为检测物体存在于近距离区域。
＜变形例2＞
另外，适当地设计预测结果采用条件即可。例如，在上述的实施方式中，形成为使加速度为规定的加速度阈值Ath以下的情况包含于预测结果采用条件的方式，但并不限定于此。即，也可以省略步骤S141。
另外，虽然形成为使车速为规定的车速阈值Vth以下的情况包含于预测结果采用条件的方式，但并不限定于此。即，也可以省略步骤S142。
进一步，在上述的实施方式中，形成为使观测到的第一反射波为多重反射波的情况包含于预测结果采用的方式，但并不限定于此。即，也可以省略步骤S144。
另外，虽然形成为使检测距离差ΔD为距离差用阈值Dth2以上的情况包含于预测结果采用的方式，但并不限定于此。即，也可以省略步骤S145。
而且，也可以将以上例示的条件以外的条件设定为预测结果采用条件。例如，在实际上检测物体存在于某种程度的近距离区域的情况下，在能够检测到原本的第一反射波R1的情况下，也可期待将两次反射波作为第二反射波(或者第三反射波等)进行检测的情况。
换句话说，在上次的检测处理中检测到与第一反射波R1对应的多重反射波的情况下，意味着检测物体存在于某种程度的近距离区域。因此，也可以对预测结果采用条件添加在上次的检测处理中检测与第一反射波R1对应的多重反射波。此外，对于第二反射波、第三反射波是否为与第一反射波R1对应的多重反射波而言，通过各自的检测距离是否成为第一反射波R1的检测距离D的整数倍等进行判定即可。当然，检测距离与TOF一对一地对应，由此，也可以代替检测距离而使用TOF。另外，在上述的实施方式中，也可以将与检测距离相关的参数替换为TOF等、将单位作为时间的概念。
＜变形例3＞
以上，对假定检测物体为静止物来计算预测距离De的方式进行了例示。然而，也存在检测物体为移动体的情况。在检测物体为移动体的情况下，仅依据本车辆10的车速，则包含于预测距离De的误差变大。以下，对在检测物体为移动体的情况下也能够对应的方式进行例示。此外，为了方便，以下的检测物体设为向与本车辆10的行进方向相同的方向移动的移动体。
该变形例3中的周边监视ECU2具备对本车辆10相对于检测物体的相对速度进行确定的相对速度确定部F6(参照图8)。本车辆10相对于检测物体的相对速度是从本车辆10的车速减去以本车辆10的行进方向为正的检测物体的移动速度的值。因此，在假设检测物体为静止物的情况下，相对速度相当于本车辆10的车速。
该相对速度确定部F6确定相对速度的方法援用众所周知的方法即可。例如，相对速度确定部F6根据检测距离D相对于该检测物体的时间变化计算相对速度即可。具体而言，用从上上次的检测距离D减去上次的检测距离D的值除以检测周期，由此，求出相对速度即可。
另外，例如，相对速度确定部F6也可以使用发送波的频率fs、第一反射波R1的频率fr、音速V、本车辆10的车速Vs，并使用众所周知的多普勒效应的公式，求出相对速度。即，将检测物体的移动速度假设设为Vd时的相对速度Vs-Vd能够用(fr-fs)×(V-Vs)/fs求出。此外，构成为如下即可：发送波的频率fs作为预定的值，第一反射波R1的频率fr由超声波传感器1进行检测。
然后，检测距离预测部F4能够将相对速度确定部F6取得的相对速度在步骤S110中代替本车辆10的车速而使用，从而求出预测距离De。该预测距离De是考虑了检测物体在检测周期期间移动的距离后的距离。
因此，根据该变形例3的结构，即使检测物体为移动体，也能够起到与实施方式相同的效果。
＜变形例4＞
此外，以上，对将在本车辆10的行进方向形成检测区域的超声波传感器1作为近距离判定处理的对象的方式进行了例示。即，公开了将在本车辆10的前方形成检测区域的超声波传感器1、或者在后方形成检测区域的超声波传感器1作为处理的对象的例子，但并不限定于此。
在本车辆10转弯的情况下，在本车辆10的斜前方、或者在本车辆10的斜后方形成检测区域的超声波传感器1也能符合在本车辆10的行进方向形成检测区域的超声波传感器1。
此外，用于检测在本车辆10的斜前方存在的物体的超声波传感器1例如具备于前保险杠的左右的角部即可。另外，用于检测在本车辆10的斜后方存在的物体的超声波传感器1具备于后保险杠的左右的角部即可。
＜变形例5＞
另外，在基于预测距离De判定为检测物体存在于近距离区域的情况下，并且在预测距离De小于最接近距离的情况下、混响影响时间的延长较小的情况下，也可以判定为检测物体存在于最接近区域。这里的最接近区域是指，即使在近距离区域中，也是原本的第一反射波R1埋没于混响波R0那样近的区域。
参照图4以及图5可知，跟原本的第一反射波R1与混响波R0结合的状态相比，在原本的第一反射波R1埋没于混响波R0的状况下，检测物体与超声波传感器1的距离较小。即，在与检测物体的距离为最接近距离以下的情况下，更加需要相对于该检测物体加以注意。
因此，若如该变形例5那样判定为在近距离区域之中为最接近区域，则能够使该判定结果反映于报告处理等中的报告方式的变更等。例如，在判定为检测物体存在于最接近区域的情况下，将检测物体与超声波传感器1的距离较小的情况相对于驾驶员更加强烈地诉至报告装置3。另外，在周边监视ECU2具备对本车辆10的行驶进行控制的功能的情况下，也可以基于检测物体是否存在于最接近区域的判定结果实施强化制动力等的控制。
这里，该申请所记载的流程图、或者流程图的处理由多个部分(或者也提及为步骤)构成，各部分例如被表述为S100。并且，各部分能够分割为多个子部分，另一方面，也能够将多个部分合为一个部分。并且，这样构成的各部分也能够作为设备、模块、以及方法提及。
本发明依照实施例进行了描述，但应该理解本发明并不限定于该实施例、结构。本发明也包含各种变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种组合、方式、以及在其包含一个要素，一个以上，或者一个以下的其它的组合、方式也在本发明的范畴、思想范围内。

Claims (7)

1.一种超声波式物体检测装置，其在车辆中使用，基于从超声波传感器(1)发送发送波到接收反射波为止的时间，以规定的检测周期逐次检测存在于发送波的到达范围的物体与所述超声波传感器的距离，
所述超声波式物体检测装置具备：
存储部(21)，其对检测到的所述物体与所述超声波传感器的距离进行存储；
车辆信息取得部(F1)，其取得车辆信息，该车辆信息用于计算从上次检测所述超声波传感器与所述物体的距离开始到下次检测所述超声波传感器与所述物体的距离为止的所述车辆的移动距离；
检测距离预测部(F4)，其基于所述存储部存储的过去的检测结果与所述车辆信息，预测下次所述超声波传感器与检测的所述物体的距离；以及
近距离判定部(F5)，其基于预测距离是否为近距离阈值以下，对所述物体是否存在于所述物体与所述超声波传感器的距离为所述近距离阈值以下的区域亦即近距离区域进行判定，
所述近距离阈值是在产生所述发送波的混响的期间，来自所述物体的反射波返回至所述超声波传感器的距离的上限值，
所述预测距离是所述检测距离预测部预测出的距离。
2.根据权利要求1所述的超声波式物体检测装置，其中，
所述近距离判定部具备：
临时判定部(S130)，其在所述预测距离为所述近距离阈值以下的情况下，临时判定为所述物体存在于所述近距离区域；以及
采用条件判定部(S140)，其判定预测结果采用条件是否被满足，所述预测结果采用条件是为了判定所述物体是否实际上存在于所述近距离区域而预先设定的条件，
在所述临时判定部临时判定为在所述近距离区域存在所述物体、并且通过所述采用条件判定部判定为所述预测结果采用条件满足的情况下，判定为所述物体存在于所述近距离区域。
3.根据权利要求2所述的超声波式物体检测装置，其中，
所述预测结果采用条件包含如下情况作为条件：相对于在所述临时判定部临时判定为在所述近距离区域存在所述物体的状态下发送的所述发送波而最初检测到的所述反射波是在所述物体与所述超声波传感器之间多次往返的多重反射波。
4.根据权利要求1所述的超声波式物体检测装置，其中，
所述近距离判定部在所述预测距离为所述近距离阈值以下的情况下，判定为所述物体存在于所述近距离区域。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的超声波式物体检测装置，其中，
具备确定所述车辆相对于所述物体的相对速度的相对速度确定部(F6)，
所述检测距离预测部使用所述相对速度确定部所确定的所述相对速度，计算所述预测距离。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的超声波式物体检测装置，其中，
基于对混响影响时间乘以音速之后除以二而得的值设定所述近距离阈值，该混响影响时间是从开始发送发送波到与基于该发送波的混响相当的接收信号的信号强度低于规定的强度阈值为止的时间。
7.根据权利要求6所述的超声波式物体检测装置，其中，
所述近距离判定部在所述预测距离为最接近距离以下的情况下，判定为所述物体与所述超声波传感器的距离为所述最接近距离以下，
所述最接近距离是反射波在所述混响影响时间内收敛为所述强度阈值以下的距离的上限值。
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