CN111413697B - 物体检测系统及物体检测装置 - Google Patents
物体检测系统及物体检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111413697B CN111413697B CN202010009027.2A CN202010009027A CN111413697B CN 111413697 B CN111413697 B CN 111413697B CN 202010009027 A CN202010009027 A CN 202010009027A CN 111413697 B CN111413697 B CN 111413697B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wave
- unit
- object detection
- transmission
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 245
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 240
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 61
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 16
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002366 time-of-flight method Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/04—Systems determining presence of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
- G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
- G01S15/102—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics
- G01S15/104—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/87—Combinations of sonar systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/539—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及物体检测系统,在从多个物体检测装置同时发送发送波的结构利用简单的方法判别作为接收波返回来的发送波的发送源。该物体检测系统具备多个第一物体检测装置,它们分别具备:发送部,其将设定在规定的频带的范围内的多个第一频率中的、和其他第一物体检测装置不同的第一频率的第一波动与其他第一物体检测装置几乎同时地作为发送波发送;接收部,其接收基于通过物体的反射而返回来的发送波的接收波;判别部,其基于针对接收波的频率分析的结果和与多个第一频率相关的信息判别接收波所包含的一个以上的第二波动的一个以上的第二频率与多个第一频率的对应关系;检测部,其基于根据判别部的判别结果获取到的信息检测与物体相关的信息。
Description
技术领域
本公开涉及物体检测系统及物体检测装置。
背景技术
以往,已知一种技术:获取(计算)发送波与作为由物体反射并返回来的发送波的接收波的相关值,并基于该相关值来判定发送波与接收波的相似度是否为规定以上的电平,基于判定结果,利用TOF(Time Of Flight)法等,检测作为与物体相关的信息之一的距物体的距离。
专利文献1:日本特开2005-249770号公报
在上述那样的现有技术中,实现了设置有多个用于检测与物体相关的信息的物体检测装置的系统。在这样的系统中,为了更加详细地检测与物体相关的信息,需要从多个物体检测装置分别几乎同时(同时并行地)地发送发送波。该情况下,希望能够利用简单的方法判别作为接收波返回来的发送波的发送源。
发明内容
因此,本公开的课题之一提供在从多个物体检测装置几乎同时地发送发送波的结构中,能够用简单的方法判别作为接收波返回来的发送波的发送源的物体检测系统及物体检测装置。
作为本公开的一个例子的物体检测系统具备多个第一物体检测装置,多个第一物体检测装置分别具备:发送部,其将设定在规定的频带的范围内的多个第一频率中的、和其他第一物体检测装置不同的第一频率的第一波动与其他第一物体检测装置几乎同时地作为发送波发送;接收部,其接收基于通过物体的反射而返回来的发送波的接收波;判别部,其基于针对接收波的频率分析的结果和与多个第一频率相关的信息,来判别接收波所包含的一个以上的第二波动的一个以上的第二频率与多个第一频率的对应关系;以及检测部,其基于根据判别部的判别结果而获取到的信息,来检测与物体相关的信息。
根据上述那样的结构,能够利用使作为在发送波的发送中使用的频率的第一频率在每个第一物体检测装置中不同,判别发送波(第一波动)与接收波(第二波动)的频率的对应关系这一简单的方法,判别作为接收波返回来的发送波的发送源。
在上述的物体检测系统中,判别部在作为频率分析的结果得到的一个以上的第二频率的数量与多个第一频率的数量不一致的情况下,基于在规定的频带的范围内存在于比一个以上的第二频率靠低域侧和高域侧中的至少一方的空闲频带,来判定一个以上的第二频率与多个第一频率的对应关系。根据这样的结构,例如即使在由于基于多普勒频移的大幅的频率转换而使第一频率的数量与第二频率的数量不一致的情况下,也能够考虑空闲频带,来容易地判别第一频率与第二频率的对应关系。
另外,上述的物体检测系统还具备多个第二物体检测装置,多个第二物体检测装置分别具备发送部、接收部、判别部以及检测部,多个第一物体检测装置各自的发送部将第一波动以包含第一信息作为识别信息的方式编码的基础上,与其他第一物体检测装置及多个第二物体检测装置同时并行地,作为发送波发送,多个第二物体检测装置各自的发送部将第一波动以包含与第一信息不同的第二信息作为识别信息的方式编码的基础上,与其他第二物体检测装置及多个第一物体检测装置同时并行地,作为发送波发送,多个第一物体检测装置及多个第二物体检测装置各自还具备相关处理部,相关处理部根据判别部的判别结果,来获取发送波与接收波的对应识别信息的相似度的相关值,多个第一物体检测装置及多个第二物体检测装置各自的检测部基于相关值与阈值的比较结果,来检测与物体相关的信息。根据这样的结构,能够进一步利用识别信息,来简单地实现更多的物体检测装置的判别。
另外,在上述的物体检测系统中,多个第一频率分别设定在通过假想地分割规定的频带而构成的彼此不重复的多个频带的范围内。根据这样的结构,能够利用基于频带分割的方法,容易地设定相互不同的多个第一频率。
另外,在上述的物体检测系统中,检测部基于发送波被发送的时刻与接收波被接收的时刻之差,来检测距物体的距离作为与物体相关的信息。根据这样的结构,能够容易地检测距物体的距离。
在该情况下,物体检测系统还具备控制部,控制部根据作为检测部的检测结果的距物体的距离,来将发送部发送的发送波的发送方式控制为将第一波动作为发送波发送的第一模式、和将规定的频带的中心频率附近的第三频率的第三波动作为发送波发送的第二模式中的任一个。根据这样的结构,能够根据状况来切换仅使用规定的频带的一部分的频带的第一模式、与规定的频带中的能够有效地输出功率的中心频率附近的频带的第二模式。
此外,在上述的物体检测系统中,多个第一物体检测装置各自的发送部和接收部一体地构成为包含可收发超声波的单个的振子的收发部,规定的频带根据振子的规格而设定。根据这样的结构,能够简化用于收发发送波和接收波的结构,并且能够容易地设定规定的频带。
作为本公开的另一例子的物体检测装置能够收发规定的频带所包含的频率的波动,其中,物体检测装置具备:发送部,其发送对在包含在规定的频带的范围内的包括物体检测装置和其他物体检测装置的多个物体检测装置分别设定的多个第一频率中的一个第一频率下信号电平成为峰值的第一波动作为发送波;接收部,其接收基于通过物体的反射而返回来的发送波的接收波;判别部,其基于针对接收波的频率分析的结果和与多个第一频率相关的信息,来判别接收波所包含的第二波动的信号电平成为峰值的第二频率作为与第一波动对应的波动;以及检测部,其基于根据判别部的判别结果而获取到的信息,来检测与物体相关的信息。
根据上述那样的结构,在具有同样的结构的物体检测装置存在多个的情况下,能够利用使作为在发送波的发送中使用的频率的第一频率在每个物体检测装置中不同,判别发送波(第一波动)与接收波(第二波动)的频率的对应关系这一简单的方法,来判别作为接收波返回来的发送波的发送源。
附图说明
图1是示出了从上方观察具备实施方式所涉及的物体检测系统的车辆的外观的例示性且示意性的图。
图2是示出了实施方式所涉及的ECU(电子控制装置)及距离检测装置的简要的硬件结构的例示性且示意性的框图。
图3是用于说明实施方式所涉及的距离检测装置为了检测距物体的距离而利用的技术的概要的例示性且示意性的图。
图4是示出了实施方式所涉及的距离检测装置的详细结构的例示性且示意性的框图。
图5是示出了实施方式所涉及的发送波的频率的一个例子的例示性且示意性的图。
图6是示出了实施方式所涉及的接收波的频率的一个例子的例示性且示意性的图。
图7是示出了实施方式所涉及的发送波的频率的另一例子的例示性且示意性的图。
图8是示出了实施方式所涉及的距离检测装置为了检测与物体相关的信息而执行的一系列的处理的例示性且示意性的流程图。
图9是示出了实施方式的变形例所涉及的物体检测系统的详细结构的例示性且示意性的框图。
附图标记说明
200、201、202、203、204…距离检测装置;210…收发部;220…控制部;211…振子;411、911、931、951…发送器;421、921、941、961…接收器;425、925…判别部;427、927A、927B、927C…相关处理部;430、930A、930B、930C…检测部。
具体实施方式
(以下,基于附图对本公开的实施方式进行说明。以下记载的实施方式的结构、以及通过该结构带来的作用及结果(效果)不过是一个例子,并不限于以下的记载内容。
<实施方式>
图1是示出了从上方观察具备实施方式所涉及的物体检测系统的车辆1的外观的例示性且示意性的图。后述详细内容,但实施方式所涉及的物体检测系统为通过进行超声波的收发,获取该收发的时间差等,而检测与周围存在的包括人类在内的物体(例如后述的图2所示的障碍物O)相关的信息的车上传感器系统。
如图1所示,物体检测系统具备:ECU(电子控制装置)100,其搭载于包含一对前轮3F和一对后轮3R的四轮的车辆1的内部;和距离检测装置201~204,其搭载于车辆1的外部装饰。距离检测装置201~204是“物体检测装置”的一个例子。
在图1所示的例子中,作为一个例子,距离检测装置201~204在作为车辆1的外部装饰的车体2后端的例如后保险杠设置于相互不同的位置。
这里,在实施方式中,距离检测装置201~204具有的硬件结构及功能各自相同。因此,以下,为了简化,有时将距离检测装置201~204统称为距离检测装置200。
此外,在实施方式中,距离检测装置200的设置位置并不限于图1所示的例子。距离检测装置200可以设置于车体2前端的例如前保险杠,也可以设置于车体2的侧面,还可以设置于后保险杠、前保险杠、以及侧面中的两个以上。另外,在实施方式中,距离检测装置200的个数也并不限于图1所示的例子。但是,实施方式的技术在存在多个距离检测装置200的结构中有效。
图2是示出了实施方式所涉及的ECU100及距离检测装置200的硬件结构的例示性且示意性的框图。
如图2所示,ECU100具备与常规的计算机同样的硬件结构。更加具体地,ECU100具备输入输出装置110、存储装置120以及处理器130。
输入输出装置110为用于实现ECU100与外部(在图1所示的例子中为距离检测装置200)之间的信息的收发的接口。
存储装置120包含ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random AccessMemory:随机存取存储器)等这样的主存储装置、和/或HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive:固态驱动器)等这样的辅助存储装置。
处理器130承担在ECU100中执行的各种处理。处理器130例如包含CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)等这样的运算装置。处理器130通过读取并执行存储在存储装置120中的计算机程序,来实现例如自动泊车等这样的各种功能。
另一方面,如图2所示,距离检测装置200具有收发部210和控制部220。
收发部210具有压电元件等振子211,利用该振子211实现超声波的收发。
更具体地,收发部210将根据振子211的振动产生的超声波作为发送波发送,并接收通过作为该发送波发送的超声波被存在于外部的物体反射并返回来的振子211的振动作为接收波。在图2所示的例子中,作为反射来自收发部210的超声波的物体,例示了设置在路面RS上的障碍物O。
此外,在图2所示的例子中,例示了发送波的发送与接收波的接收双方由具有单个的振子211的单个的收发部210实现的结构。但是,实施方式的技术当然也可适用于例如发送波发送用的第一振子与接收波接收用的第二振子分开设置的结构那样的发送侧的结构与接收侧的结构分离的结构。
控制部220具备与常规的计算机同样的硬件结构。更加具体地,控制部220具备输入输出装置221、存储装置222、以及处理器223。
输入输出装置221为用于实现控制部220与外部(在图1所示的例子中为ECU100及收发部210)之间的信息的收发的接口。
存储装置222包含ROM、RAM等这样的主存储装置、和/或HDD、SSD等这样的辅助存储装置。
处理器223承担在控制部220中执行的各种处理。处理器223包含例如CPU等这样的运算装置。处理器223通过读取并执行存储在存储装置333中的计算机程序,来实现各种功能。
这里,实施方式所涉及的距离检测装置200利用被称为所谓的TOF(Time OfFlight:飞行时间)法的技术,检测距物体的距离。如以下详述那样,TOF法是指考虑发送波被发送的(更加具体地,开始发送)时刻与接收波被接收的(更加具体地,开始接收)时刻之差,来计算距物体的距离的技术。
图3是用于说明实施方式所涉及的距离检测装置200为了检测距物体的距离利用的技术的概要的例示性且示意性的图。更加具体地,图3是以曲线图形式例示性且示意性地示出实施方式所涉及的距离检测装置200收发的超声波的信号电平(例如振幅)的时间变化的图。在图3所示的曲线图中,横轴对应时间,纵轴对应距离检测装置200经由收发部210(振子211)收发的信号的信号电平。
在图3所示的曲线图中,实线L11表示距离检测装置200收发的信号的信号电平、即表示振子211振动的程度的时间变化的包络线的一个例子。根据该实线L11可读取出:振子211从时刻t0被驱动时间Ta并振动,由此在时刻t1发送波的发送完成,在至到达之后时刻t2为止的时间Tb期间,基于惯性的振子211的振动一边衰减一边持续。因此,在图3所示的曲线图中,时间T2对应所谓的余响时间。
实线L11在从开始发送波的发送的时刻t0起经过了时间Tp的时刻t4,迎来振子211的振动程度超过了用单点划线L21表示的规定的阈值Th1的(或者大于等于)峰值。该阈值Th1是为了识别振子211的振动是通过作为由检测对象的物体(例如图2所示的障碍物O)反射并返回来的发送波的接收波的接收所带来的振动、还是通过作为由除检体对象外的物体(例如图2所示的路面RS)反射并返回来的发送波的接收波的接收所带来的振动而预先设定的值。
此外,图3示出了阈值Th1被设定为无论时间经过都不变化的恒定值的例子,但在实施方式中,阈值Th1也可以设定为随时间经过变化的值。
这里,具有超过阈值Th1的(或者大于等于)峰值的振动能够视为通过作为由检测对象的物体反射并返回来的发送波的接收波的接收所带来的振动。另一方面,具有阈值Th1以下的(或者小于)峰值的振动能够视为通过由除检测对象外的物体反射并返回的作为发送波的接收波的接收所带来的振动。
因此,根据实线L11可读取出:振子211在时刻t4的振动是通过由检测对象的物体反射并返回的作为发送波的接收波的接收所带来的振动。
此外,在实线L11中,时刻t4之后,振子211的振动衰减。因此,时刻t4对应作为由检测对象的物体反射并返回来的发送波的接收波的接收完成的时刻,换言之在时刻t1被最后发送的发送波作为接收波返回的时刻。
另外,在实线L11中,作为时刻t4的峰值的开始点的时刻t3对应作为由检测对象的物体反射并返回来的发送波的接收波开始接收的时刻,换言之在时刻t0被最初发送的发送波作为接收波返回的时刻。因此,在实线L11中,时刻t3与时刻t4之间的时间ΔT与作为发送波的发送时间的时间Ta相等。
基于上述内容,为了利用TOF法求出距检测对象的物体的距离,需要求出发送波被开始发送的时刻t0与接收波被开始接收的时刻t3之间的时间Tf。该时间Tf能够通过从作为时刻t0与接收波的信号电平迎来超过阈值Th1的峰值的时刻t4的差分的时间Tp减去与作为发送波的发送时间的时间Ta相等的时间ΔT来求出。
发送波被开始发送的时刻t0能够容易地确定为距离检测装置200开始动作的时刻,作为发送波的发送时间的时间Ta通过设定等被预先决定。因此,为了利用TOF法求出距检测对象的物体的距离,归根结底,确定接收波的信号电平迎来超过阈值Th1的峰值的时刻t4很重要。
然而,在上述的实施方式那样的设置有多个距离检测装置200的结构中,为了更加详细地检测与存在于周围的物体相关的信息,需要分别从多个距离检测装置200几乎同时(同时并行地)地发送发送波。该情况下,若能够通过简单的方法判别作为接收波返回来的发送波的发送源则最好。
这里,作为用于判别作为接收波返回来的发送波的发送源的一个方法,考虑如下方法:使对多个距离检测装置200分别以包含与其他距离检测装置200不同的识别信息的方式编码的编码信号作为发送波发送。在该方法中,为了能够相互判别多个距离检测装置200的全部,需要相应于距离检测装置200的个数来增加识别信息的码长。但是,若增加识别信息的码长,则与此相应地,发送波的发送时间变长,因此有时使为了检测与近距离存在的物体相关的信息而损失通常要求的迅速性。
因此,实施方式通过将多个距离检测装置200分别像以下那样构成,来实现利用简单的方法判别作为接收波返回来的发送波的发送源(且确保与近距离存在的物体相关的信息的检测的迅速性)。
图4是表示实施方式所涉及的距离检测装置200的详细结构的例示性且示意性的框图。此外,在图4所示的例子中,发送侧的结构与接收侧的结构分离,但这样的图示的方式不过是为了便于说明。因此,在实施方式中,如前述那样,发送波的发送与接收波的接收双方通过具有(单个的)振子211的(单个的)收发部210实现。不过,虽然成为前述内容的重复,但实施方式的技术当然也能够适用于发送侧的结构与接收侧的结构分离的结构。
如图4所示,距离检测装置200作为发送侧的结构,具有发送器411、编码生成部412、载波输出部413、乘法器414、以及放大电路415。此外,发送器411为“发送部”的一个例子。
另外,距离检测装置200作为接收侧的结构,具有接收器421、放大电路422、滤波处理部423、频率分析部424、判别部425、滤波处理部426、相关处理部427、包络线处理部428、阈值处理部429、以及检测部430。此外,接收器421为“接收部”的一个例子。
图4所示的结构中的至少一部分通过专用的硬件(模拟电路)而实现,剩下的部分可作为硬件与软件协作的结果,更加具体地,距离检测装置200的处理器223从存储装置222读取并执行计算机程序的结果而实现。
首先,简单地对发送侧的结构进行说明。
发送器411由上述的振子211构成,利用该振子211发送与从放大电路415输出的(放大后的)发送信号相应的发送波。
这里,在实施方式中,发送器411为了实现更加详细地检测与存在于周围的物体相关的信息,例如在ECU100的控制下,与其他距离检测装置200的发送器411同时并行地发送发送波。因此,在实施方式中,如上述那样,需要通过某种方法确定作为接收波返回来的发送波的发送源。但是,若仅通过码长较长的识别信息的赋予而实现发送源的确定,则如上述那样,会产生物体检测的迅速性受损这样的不良情况。
因此,在实施方式中,发送器411为了不取决于识别信息的赋予而能够进行至少两个距离检测装置200的判别,如下图5所示,使用通过假想地分割规定的频带而构成的两个频带中的一个来发送发送波。
图5是示出了实施方式所涉及的发送波的频率的一个例子的例示性且示意性的图。在图5所示的例子中,横轴表示频率,纵轴表示信号电平(例如PSD:功率谱密度)。
如图5所示,在实施方式中,发送波利用通过假想地将规定的频带FB进行2分割而构成的彼此不重复的两个频带B1和B2中的一个来发送。频带B1的中心频率f1对应从规定的频带FB的中心频率fc减去规定的频率Δf后的频率,频带B2的中心频率f2对应对规定的频带FB的中心频率fc加上规定的频率Δf后的频率。
此外,规定的频带FB例如根据振子211的规格来设定。因此,规定的频带FB的下限频率fa及上限频率fb分别对应振子211能力上可发送的最大及最小的频率。
这里,实施方式所涉及的物体检测系统将图1所示的四个距离检测装置200各两个地分成两组,同时并行地执行如下动作:利用构成各组的两个距离检测装置200中的一个发送器411发送频带B1和B2中的一方范围内的频率的发送波,利用两个距离检测装置200中的另一发送器411发送频带B1和B2中的另一方范围内的频率的发送波。这样的动作例如在ECU100的控制下执行。
根据上述的动作,在假定为例如未产生因带来反射的物体与车辆1的相对速度的产生所引起的多普勒频移的情况下,以频带B1和B2的范围内的频率发送的发送波应该分别作为频带B1和B2的范围内的相同频率的接收波被接收。该情况下,能够基于针对接收波的频率分析的结果、和与发送波的两个频率相关的(预先决定的)信息,来确定接收波的频率与发送波的频率的对应关系。因此,根据上述的动作,能够不取决于识别信息的赋予地确定作为接收波返回来的发送波的发送源。
此外,作为与发送波的两个频率相关的信息,例如,包含有针对在物体检测系统设置的四个距离检测装置200中的每两个距离检测装置200设定的、表示发送波的信号电平成为峰值的两个频率的信息。另外,作为针对接收波的频率分析的结果,例如,包含有表示接收波的信号电平成为阈值以上的峰值的频率的信息。
这里,在实施方式中,在未产生因车辆1与存在于该车辆1的周围的带来发送波的反射的物体之间的相对速度所引起的多普勒频移的情况下,发送波的信号电平成为峰值的(针对每两个距离检测装置200设定的)频率与接收波的信号电平成为峰值的频率几乎一致。因此,在这样的情况下,判别部425能够容易地判别关于发送波所包含的波动与接收波所包含的波动的收发的对应关系。
另外,假定即使在四个距离检测装置200大致同时(同时并行地)地发送了发送波时产生了多普勒频移的情况下,基于该多普勒频移的频率转换的程度比较小的情况下,存在两个设定在规定的频带FB的范围内的发送波的频率,作为频率分析的结果被检测的接收波的频率在规定的频带FB的范围内存在两个的情况。在这样的情况下,应该是高域侧的频率的发送波与高域侧的频率的接收波关于收发相互对应,低域侧的频率的发送波与低域侧的频率的接收波也关于收发相互对应,因此判别部425像这样判别发送波所包含的波动与接收波所包含的波动关于收发的对应关系。此外,发送波所包含的两个波动各自的两个频率的间隔与接收波所包含的两个波动各自的两个频率的间隔即使在产生了多普勒频移的情况下也应该一致,因此判别部425也可以将两个频率的间隔利用于发送波所包含的波动与接收波所包含的波动关于收发的对应关系的判别。
这样一来,实施方式的距离检测装置200通过确定发送波所包含的波动与接收波所包含的波动关于收发的对应关系,而获取相互对应的发送波与接收波的收发的时刻之差,即使在车辆1或存在于该车辆1的周围的物体移动的情况下,也获取距存在于该车辆1的周围的物体的距离等。
此外,若车辆1与存在于该车辆1的周围的物体之间的相对速度进一步变大,则产生进一步的多普勒频移,但若在四个距离检测装置200几乎同时发送发送波时,产生进一步的多普勒频移,则作为频率分析的结果被检测的接收波的频率有可能在规定的频带FB的范围内仅存在一个。相对于此,后述详细内容,但根据实施方式,即使是在接收波的频率在规定的频带FB的范围内仅存在一个的情况下,也能够基于针对接收波的频率分析的结果、和与发送波的两个频率相关的信息,来确定接收波的频率与发送波的频率的对应关系。因此,根据实施方式,能够与多普勒频移的产生的有无关地,不取决于识别信息的赋予地确定作为接收波返回来的发送波的发送源。
像这样,在实施方式中,发送器411将设定在规定的频带FB的范围内的两个第一频率中的、和其他距离检测装置200不同的第一频率的第一波动,与其他距离检测装置200同时并行地作为发送波发送。两个第一频率分别设定在通过假想地分割根据振子211的规格而设定的规定的频带FB而构成的彼此不重复的两个频带B1和B2的范围内。
然而,可通过基于上述那样的频带分割的方法识别的距离检测装置200的个数对应通过频带分割而构成的频带的个数。因此,仅通过以图5所示的形式对规定的频带FB进行2分割,只能实现两个距离检测装置200的判别。
但是,如图1所示,实施方式假定四个距离检测装置200。因此,实施方式通过将基于上述那样的频带分割的方法与对发送波赋予识别信息的方法组合来实施,而能够进行四个距离检测装置200的判别。以下,对作为前者的方法,例如,利用了将规定的频带FB分割成两个频带,将一个频带分配给两个距离检测装置200,将另一频带分配给剩下的两个距离检测装置200的方法,作为后者的方法,例如,利用了使用两个识别信息,将一个识别信息分配给两个距离检测装置200,将另一识别信息分配给剩下的两个距离检测装置200的方法的例子进行说明。
即,返回图4,编码生成部412生成例如与由连续0或1位构成的位串的编码对应的信号(脉冲信号)。该位串的长度对应对发送信号赋予的识别信息的码长。
此外,如上述那样,若增加识别信息的码长,则与此相应地,发送波的发送时间变长,会使物体检测的迅速性受损。因此,在实施方式中,识别信息的码长设定为,比可相互识别全部四个距离检测装置200的程度的码长短,而具有可相互识别两个距离检测装置200的程度的码长。由此,通过与基于图5所示那样的频带分割的方法组合,能够判别2×2=4个距离检测装置200。
载波输出部413输出作为赋予识别信息的对象的信号的载波。例如,载波构成为图5所示的频带B1或B2的范围内的频率的正弦波。
乘法器414通过将来自编码生成部412的输出与来自载波输出部413的输出相乘,而以赋予识别信息的方式执行载波的调制。进而,乘法器414将赋予了识别信息的调制后的载波作为成为发送波的源的发送信号,输出至放大电路415。此外,在实施方式中,调制方式可使用例如振幅调制方式、相位调制方式等这样的众所周知的多个调制方式的单独或两个以上的组合。
放大电路415对从乘法器414输出的发送信号进行放大,并将放大后的发送信号输出至发送器411。
像这样,在实施方式中,在将四个距离检测装置200分成两个第一距离检测装置(例如距离检测装置201和202)与两个第二距离检测装置(例如距离检测装置203和204)的情况下,各第一距离检测装置将通过上述那样的频带分割而构成的多个频带中的、和另一第一距离检测装置不同的频带的范围内的频率的发送波与另一第一距离检测装置及第二距离检测装置同时并行地发送。此时,各第一距离检测装置将发送波以包含第一信息作为识别信息的方式编码的基础上发送。同样地,各第二距离检测装置将通过上述那样的频带分割而构成的多个频带中的、和另一第二距离检测装置不同的(即使在与第一距离检测装置的关系上重复也没有问题)频带的范围内的频率的发送波与另一第二距离检测装置及第一距离检测装置同时并行地发送。此时,各第二距离检测装置将发送波以包含与上述的第一信息不同的第二信息作为识别信息的方式编码的基础上发送。
接下来,简单地对接收侧的结构进行说明。
接收器421由上述的振子211构成,利用该振子211接收由物体反射的发送波作为接收波。
放大电路422对作为与接收器421接收到的接收波相应的信号的接收信号进行放大。
滤波处理部423对通过放大电路422被放大的接收信号实施滤波处理,抑制噪音。
这里,在实施方式中,如上述那样,为了识别作为接收波返回来的发送波的发送源,需要确定发送波的频率与接收波的频率的对应关系。关于这一点,在假定为未产生多普勒频移的情况下,发送波的频率与接收波的频率应该基本上一致,因此确定两者的对应关系是容易的。但是,在产生多普勒频移的情况下,如下图6所示,需要基于针对接收波的频率分析的结果、和与发送波的频率相关的信息,来确定发送波的频率与接收波的频率的对应关系。
图6是示出了实施方式所涉及的接收波的频率的一个例子的例示性且示意性的图。更加具体地,图6是示出了作为图5所示的频带B1和B2的范围内的两个频率的发送波通过物体被反射的结果由接收器421接收的接收波的频率的一个例子的图。此外,在图6所示的例子中,横轴表示频率,纵轴表示信号电平(例如PSD:功率谱密度)。
在图6所示的例子中,当发送波被作为接收波接收时,产生基于多普勒频移的频率向高域侧的转换。更加具体地,图6所示的频带B11(中心频率f11)对应图5所示的频带B1(中心频率f1)向高域侧转换得到的频带,图6所示的频带B12(中心频率f12)对应图5所示的频带B2(中心频率f2)向高域侧转换得到的频带。
这里,在实施方式中,接收器421与发送器411共用振子211,因此只能接收与振子211的规格相应的规定的频带FB的范围内的频率的接收波。相对于此,在图6所示的例子中,频带B11的中心频率f12存在于规定的频带FB的下限频率fa与上限频率fb之间,但频带B12的中心频率f12与规定的频带FB的上限频率fb相比向高域侧偏移。因此,在图6所示的例子中,频带B11的范围内的频率的接收波被正常接收,但频带B12的范围内的频率的接收波难以被正常接收。
但是,图6所示的频带B11与频带B12的关系(例如中心频率f11与f12之间的间隔)、和图5所示的频带B1与频带B2的关系(例如中心频率f1与f2之间的间隔)应该不受多普勒频移的产生的有无影响而一致。鉴于此,即使在两个频率的发送波仅作为一个频率的接收波被正常接收的图6所示的例子那样的状况下,也能够判别该一个频率的接收波对应两个频率的发送波的哪一个。
例如,在图6所示的例子中,若假定频带B11的范围内的频率的接收波对应图5所示的频带B2的范围内的频率的发送波,则在规定的频带FB的范围内在比频带B11靠低域侧,应该存在表示与图5所示的频带B1同样的信号电平的频带。但是,在图6所示的例子中,在规定的频带FB的范围内在比频带B11靠低域侧成为空闲频带X。因此,在图6所示的例子中,能够判别为频带B11的范围内的频率的接收波对应图5所示的频带B1的范围内的频率的发送波。
更加具体地,如图6所示,能够根据作为信号电平成为阈值以上的峰值的接收波的频率在规定的频带FB的范围内实际检测出的频带B11的中心频率f11与上限频率fb之间的间隔、及频带B11的中心频率f11与下限频率fa之间的间隔分别和发送波的信号电平成为峰值的中心频率f1与f2之间的间隔亦即2×Δf的大小关系,确定基于多普勒频移的频率转换的方向、即空闲频带的位置。
例如,在图6所示的例子中,可读取出中心频率f11与上限频率fb之间的间隔小于2×Δf,中心频率f11与下限频率fa之间的间隔大于2×Δf。在这样的情况下,判别部425判别为,为了在中心频率f2(参照图5)下信号电平成为峰值而利用频带B2来发送的波动作为基于多普勒频移的频率转换的结果,变成在比上限频率fb高的频率下信号电平成为峰值的波动(由于从规定的频带FB的范围内偏离,因此实际上是无法检测的波动)。即,在这样的情况下,判别部425判别为在规定的频带FB的范围内实际检测出的频带B11的中心频率f11与下限频率fa之间存在空闲频带X。
另一方面,假设在作为信号电平成为阈值以上的峰值的接收波的频率在规定的频带FB的范围内实际检测出的一个频率与上限频率fb之间的间隔大于2×Δf,且该一个频率与下限频率fa之间的间隔小于2×Δf的情况下,判别部425判别为,为了在中心频率f1(参照图5)下信号电平成为峰值而利用频带B1来发送的波动作为基于多普勒频移的频率转换的结果,变成在比下限频率fa低的频率下信号电平成为峰值的波动(由于从规定的频带FB的范围内偏离,因此实际上是无法检测的波动)。即,在这样的情况下,判别部425判别为在规定的频带FB的范围内实际检测出的一个频率与上限频率fb之间存在空闲频带。
此外,空闲频带的位置的判别方法并不限于这里所记载的方法。作为判别空闲频带的位置的其他方法,例如,也考虑如下方法:基于在规定的频带FB的范围内实际检测出的一个频率接近下限频率fa和上限频率fb中的哪一个,来判别空闲频带的位置。
另外,在实施方式中,例示了判别四个距离检测装置200各自收发的波动的对应关系的结构。但是,实施方式的技术不是将作为判别的对象的距离检测装置200的数量限制为四个,而能够根据实施方式来实施针对各种数量的距离检测装置200的判别。例如,在八个距离检测装置200几乎同时地(同时并行地)发送发送波的结构中,若将规定的频带FB分割成两个,并且使用四种识别信息,则能够适当地实现八个距离检测装置200的判别。
另外,在实施方式中,也考虑如下结构:通过将基于频带分割的方法与除对发送波赋予识别信息的方法以外的其他方法进行组合,来实现距离检测装置200的判别。进一步,在实施方式中,也考虑如下结构:通过将该其他方法、基于频带分割的方法、以及对发送波赋予识别信息的方法全部组合,来实现距离检测装置200的判别。
此外,在多普勒频移的程度比图6所示的例子小的情况下,也考虑在规定的频带FB的范围内的两个频带的范围内的两个频率的接收波双方均被正常接收的情况。该情况下,若将存在于接收波的两个频率的低域侧和高域侧双方的空闲频带的大小进行比较,来确定频率转换的方向,则也能够判别接收波的频率与发送波的频率的对应关系。
像这样,在实施方式中,若着眼于针对接收波的频率分析的结果和与发送波的频率相关的信息,则考虑空闲频带,能够判别接收波的频率与发送波的频率的对应关系。
因此,返回图4,频率分析部424对经过了滤波处理部423进行的滤波处理的接收信号执行基于FFT(快速傅里叶变换)等的频率分析(频谱分析)。
进而,判别部425基于频率分析部424的频率分析的结果和与发送波(即发送信号)的频率相关的信息,来按照上述那样的顺序,确定接收波的频率与发送波的频率的对应关系。更加具体地,判别部425在作为频率分析的结果得到的接收信号的频率的关系与发送信号的频率的关系不一致的情况下,基于在规定的频带FB的范围内存在于比接收信号的频率靠低域侧或高域侧的空闲频带,来判别接收信号的频率与发送信号的频率的对应关系。
进而,滤波处理部426基于判别部425的判别结果,来从可包含一个以上的频率的一个以上的信号的接收信号提取规定的频带(例如与发送信号的频率对应的频带)的信号。此外,滤波处理部426为了更加准确地执行基于以下的相关处理部427的相关处理,也可以对提取出的信号实施与发送信号的频率匹配那样的频率的修正。
而且,相关处理部427基于例如从发送侧的结构获取到的发送信号、和经过了滤波处理部426进行的滤波处理的信号,来获取对应发送波与接收波的识别信息的相似度的相关值。相关值基于众所周知的相关函数等来计算。
进而,包络线处理部428求出与通过相关处理部427获取到的相关值对应的信号的波形的包络线。
进而,阈值处理部429将通过包络线处理部428求出的包络线的值与规定的阈值进行比较。
检测部430基于阈值处理部429的比较结果,来确定迎来接收波的信号电平超过阈值的峰值的时刻(例如图2所示的时刻t4),并利用TOF法,检测距物体的距离。
此外,在实施方式中,距离检测装置200中的上述的各结构可以在距离检测装置200自身的控制部220的控制下动作,也可以在外部的ECU100的控制下动作。
像这样,实施方式所涉及的四个距离检测装置200分别基于判别部425的判别处理、和相关处理部427的相关处理,来从通过接收器421接收到的接收波提取赋予了特定的识别信息的特定的频率的接收波,并基于该接收波的接收时刻与发送波的发送时刻之差,来检测距物体的距离。
此外,在实施方式中,四个距离检测装置200各自也可以不必基于与自身发送的发送波对应的接收波来检测距物体的距离。例如,距离检测装置201也可以基于与距离检测装置202发送的发送波对应的接收波、和距离检测装置201发送的发送波,来检测超声波往复的飞行距离。由于距离检测装置201与距离检测装置202的位置关系是固定的,因此若考虑该位置关系,则能够基于超声波往复的飞行距离,来检测距物体的距离。
然而,根据振子211的规格而设定的规定的频带FB中的、能够最有效地输出功率的频带是规定的频带FB的中心频率fc附近的频带。相对于此,基于上述那样的频带分割的方法不是仅使用中心频率fc附近的频带的方法,因此例如在为了进行处于远距离的物体的检测等而需要以较强的功率发送发送波的情况下可能不是最好的方法。
因此,在实施方式中,距离检测装置200可根据状况来切换使用上述的图5所示的两个频带B1和B2来发送发送波的模式、和使用下图7所示的一个频带B0来发送发送波的模式。
图7是示出了实施方式所涉及的发送波的频率的其他例子的例示性且示意性的图。在图7所示的例子中,横轴表示频率,纵轴表示信号电平(例如PSD:功率谱密度)。
在图7所示的例子中,由于频带B0的中心频率与规定的频带FB的中心频率fc一致,因此频带B0是能够最有效地输出功率的频带。因此,例如在为了进行处于远距离的物体的检测等而需要以较强的功率发送发送波的情况下,若实施从使用上述的图5所示的两个频带B1和B2来发送发送波的模式向使用频带B0的范围内的频率来发送发送波的模式的切换,则能够实现与状况相应的适当的距离的检测。但是,在仅使用频带B0的范围内的频率的模式中,需要将对发送波赋予的识别信息的码长较长地设定为可判别所有距离检测装置200的程度。
像这样,在实施方式中,距离检测装置200的控制部220根据作为检测部430的检测结果的距物体的距离,能够将发送器411发送的发送波的发送方式控制为利用基于频带分割的方法发送发送波的第一模式(例如中近距离模式)、和将规定的频带FB的中心频率fc附近的频率的波动作为发送波发送的第二模式(例如远距离模式)中的任一个。此外,在实施方式中,这样的控制也可以由ECU100执行。
以下,关于在实施方式中执行的处理的流程进行说明。
图8是示出了实施方式所涉及的距离检测装置200为了检测与物体相关的信息而执行的一系列的处理的例示性且示意性的流程图。
如图8所示,在实施方式中,首先,在S801中,发送器411将与由编码生成部412、载波输出部413、乘法器414、以及放大电路415生成的发送信号相应的发送波朝向车辆1之外发送。
例如,考虑将图1所示的四个距离检测装置200分成两个第一距离检测装置(例如距离检测装置201和202)与两个第二距离检测装置(例如距离检测装置203和204)的情况。该情况下,各第一距离检测装置的发送器411在S801中将通过上述那样的频带分割而构成的多个频带中的、与另一第一距离检测装置不同的频带的范围内的频率的发送波以包含第一信息作为识别信息的方式编码的基础上,与另一第一距离检测装置及第二距离检测装置同时并行地发送。同样地,各第二距离检测装置的发送器411在S801中将通过上述那样的频带分割而构成的多个频带中的、与另一第二距离检测装置不同的(即使在与第一距离检测装置的关系上重复也没有问题)频带的范围内的频率的发送波以包含与第一信息不同的第二信息作为识别信息的方式编码的基础上,与另一第二距离检测装置及第一距离检测装置同时并行地发送。此外,各距离检测装置200使用的频带及识别信息可由ECU100等决定。
而且,在S802中,接收器421接收作为向车辆1侧返回的发送波的接收波作为由存在于车辆1之外的物体反射的结果。与该接收波对应的接收信号在通过放大电路422放大后,输出至滤波处理部423。
进而,在S803中,滤波处理部423对通过放大电路422放大后的接收信号实施滤波处理,抑制噪音。
而且,在S804中,频率分析部424对经过了滤波处理部423进行的滤波处理的接收信号,执行基于FFT(快速傅里叶变换)等的频率分析(频谱分析)。由此,确定接收波所包含的一个以上的接收波的频率。
进而,在S805中,判别部425基于作为频率分析部424进行频率分析的结果而获取到的接收波的一个以上的频率与通过所有距离检测装置200发送的发送波的多个(在图5所示那样的频带分割中实际上是两个)频率的关系,来判别接收波的频率与发送波的频率的对应关系。此外,如上述那样,在接收波的频率与发送波的频率不一致的情况下,若考虑存在于接收波的一个以上的频率的高域侧和低域侧中的至少一方的空闲频带,则能够判别接收波的频率与发送波的频率的对应关系。
进而,在S806中,滤波处理部426基于判别部425的判别结果,来从可包含一个以上的频率的一个以上的信号的接收信号提取规定的频带(例如与发送信号的频率对应的频带)的信号。
进而,在S807中,相关处理部427基于例如从发送侧的结构获取到的发送信号和经过滤波处理部426的滤波处理后的信号,来获取对应发送波与接收波的识别信息的相似度的相关值。
进而,在S808中,检测部430基于通过相关处理部427获取到的相关值,来检测距带来发送波的反射的物体的距离。
更加具体地,在S808中,检测部430首先从阈值处理部429获取经过了包络线处理部428的处理的相关值与阈值的比较结果。然后,检测部430基于从阈值处理部429获取到的信息,来确定发送波被发送的时刻、和以规定以上的电平赋予了与该发送波相似(一致)的识别信息的接收波被接收的时刻。进而,检测部430基于两者的时刻之差,利用TOF法,来检测距反射了发送信号的物体的距离。进而,处理结束。
如以上说明的那样,实施方式所涉及的物体检测系统具备多个距离检测装置200。多个距离检测装置200分别具备发送器411、接收器421、判别部425、以及检测部430。发送器411将设定在规定的频带FB的范围内的多个频率中的、和其他距离检测装置200不同的频率的波动与其他距离检测装置200同时并行地,作为发送波发送。接收器421接收基于通过物体的反射而返回来的发送波的接收波。判别部425基于针对接收波的频率分析的结果和与发送波的多个频率相关的信息,来判别接收波所包含的一个以上的波动的一个以上的频率与发送波的多个频率的对应关系。检测部430基于根据判别部525的判别结果而获取到的信息,来检测与物体相关的信息。
换句话说,在实施方式中,各距离检测装置200是可收发规定的频带FB所包含的频率的波动的装置,距离检测装置200具备发送器411、接收器421、判别部425、以及检测部430。发送器411发送在包含在规定的频带FB的范围内、且对包括自身在内的距离检测装置200和其他距离检测装置200的多个距离检测装置200分别设定的多个第一频率中的一个第一频率下信号电平成为峰值的波动(第一波动)作为发送波。接收器421接收基于通过物体的反射而返回来的发送波的接收波。判别部425基于针对接收波的频率分析的结果和与多个第一频率相关的信息,来判别接收波所包含的波动(第二波动)的信号电平成为峰值的第二频率作为与第一波动对应的波动。检测部430基于根据判别部425的判别结果而获取到的信息,来检测与物体相关的信息。
根据上述那样的结构,能够利用使在发送波的发送中使用的频率在每个距离检测装置200中不同,判别发送波与接收波的频率的对应关系这一简单的方法,判别作为接收波返回来的发送波的发送源。另外,与仅取决于识别信息的赋予来实现距离检测装置200的判别的情况相比,能够缩短发送波的发送时间,因此也能够确保与近距离存在的物体相关的信息的检测的迅速性。
另外,在实施方式中,判别部425在作为频率分析的结果得到的接收波的一个以上的频率的数量与发送波的多个频率的数量不一致的情况下,基于在规定的频带FB的范围内存在于比接收波的频率靠低域侧和高域侧中的至少一方的空闲频带,来判别接收波的频率与发送波的频率的对应关系。根据这样的结构,例如即使在由于多普勒频移的产生而使发送波的频率的数量与接收波的频率的数量不一致的情况下,也能够考虑空闲频带,来容易地判别发送波的频率与接收波的频率的对应关系。
另外,在实施方式中,考虑将图1所示的四个距离检测装置200分成两个第一距离检测装置(例如距离检测装置201和202)与两个第二距离检测装置(例如距离检测装置203和204)的情况。该情况下,各第一距离检测装置的发送器411将和另一第一距离检测装置不同的频带的范围内的频率的发送波以包含第一信息作为识别信息的方式编码的基础上,与另一第一距离检测装置及第二距离检测装置同时并行地发送,各第二距离检测装置的发送器411将和另一第二距离检测装置不同的(即使在与第一距离检测装置的关系上重复也没有问题)频带的范围内的频率的发送波以包含与第一信息不同的第二信息作为识别信息的方式编码的基础上,与另一第二距离检测装置及第一距离检测装置同时并行地发送。
这里,在实施方式中,各距离检测装置200具有相关处理部427,相关处理部427根据对应的判别部425的判别结果,来获取发送波与接收波的对应识别信息的相似度的相关值。进而,各距离检测装置200的检测部430基于相关值与阈值的比较结果,来检测与物体相关的信息。根据这样的结构,能够进一步利用识别信息,来简单地实现更多的距离检测装置200的判别。
另外,在实施方式中,在发送波的发送中使用的多个频率分别设定在通过假想地分割规定的频带FB而构成的彼此不重复的多个频带的范围内。根据这样的结构,能够利用基于频带分割的方法,容易地设定相互不同的多个频率。
另外,在实施方式中,检测部430基于发送波被发送的时刻与接收波被接收的时刻之差,来检测距物体的距离作为与物体相关的信息。根据这样的结构,能够容易地检测距物体的距离。
另外,在实施方式中,各距离检测装置200具有控制部220。控制部220能够根据作为检测部430的检测结果的距物体的距离,来将发送器411发送的发送波的发送方式控制为将与其他距离检测装置200不同的频率的波动作为发送波发送的第一模式、和将规定的频带FB的中心频率fc附近的频率的波动作为发送波发送的第二模式中的任一个。根据这样的结构,能够根据状况切换仅使用规定的频带FB的一部分的频带的第一模式、与使用规定的频带FB中的能够有效地输出功率的中心频率fc附近的频带的第二模式。
此外,在实施方式中,各距离检测装置200的发送器411与接收器421一体地构成为包含可收发超声波的单个的振子211的收发部210,规定的频带FB根据振子211的规格而设定。根据这样的结构,能够简化用于收发发送波和接收波的结构,并且能够容易地设定规定的频带FB。
<变形例>
此外,在上述的实施方式中,本公开的技术适用于通过超声波的收发检测与物体相关的信息的结构,但本公开的技术也能够适用于通过作为除超声波以外的波动的、声波、毫米波、电磁波等的收发而检测与物体相关的信息的结构。
另外,在上述的实施方式中,作为应用本公开的技术的对象,例示了检测距物体的距离的距离检测装置,但本公开的技术作为与物体相关的信息,也能够适用于仅检测物体的有无的物体检测装置。
另外,在上述的实施方式中,例示了通过将基于频带分割的方法与对发送波赋予识别信息的方法组合来实施,而实现多个距离检测装置的判别的结构。但是,若将通过频带分割而构成的频带的数量设定为距离检测装置的个数以上,则仅通过基于频带分割的方法也可以实现多个距离检测装置的判别。此外,即使在通过频带分割而构成的频带的数量为三个以上的情况下,空闲频带的判别方法也与上述的实施方式实际上相同,因此省略详细的说明。
另外,在上述的实施方式中,例示了检测与物体相关的信息(距物体的距离)的检测部仅设置有一个的距离检测装置(参照图4),但本公开的技术也假定了如下图9所示那样的、检测与物体相关的信息的检测部设置有多个的距离检测装置。
图9是例示了实施方式的变形例所涉及的物体检测系统的详细的结构的例示性且示意性的框图。
如图9所示,变形例所涉及的物体检测系统作为发送侧的结构,具有三个发送部910、930、950,并且作为接收侧的结构,具有三个接收部920、940、960。此外,在图9所示的例子中,例如,发送部910与接收部920的组合、发送部930与接收部940的组合、以及发送部950与接收部960的组合分别构成一个距离检测装置(物体检测装置)。
在图9所示的变形例中,发送部910具有发送器911、编码生成部912、载波输出部913、乘法器914、以及放大电路915。上述结构的功能及动作与上述的实施方式(参照图4等)所涉及的距离检测装置200的发送侧的结构的功能及动作实际上相同,因此这里省略进一步的说明。
此外,除发送器931、951以外的图示出于空间原因被省略,但发送部930、950除发送器931、951以外,也与发送部910同样地具有用于生成作为发送波的源的发送信号的各种结构。
另一方面,在图9所示的变形例中,接收部920具有接收器921、放大电路922、滤波处理部923、频率分析部924、以及判别部925。这些结构的功能及动作与上述的实施方式(参照图4等)所涉及的接收器421、放大电路422、滤波处理部423、频率分析部424、以及判别部425的功能及动作实际上相同,因此这里省略进一步的说明。
这里,在图9所示的变形例中,接收部920使与由上述的实施方式(参照图4等)所涉及的滤波处理部426、相关处理部427、包络线处理部428、阈值处理部429、以及检测部430的组合构成的结构同样的结构(以下,表现为信号处理系统)与发送部910、930、950具有相同数量。
即,在图9所示的变形例中,接收部920具有三个信号处理系统A~C。信号处理系统A构成为滤波处理部926A、相关处理部927A、包络线处理部928A、阈值处理部929A、以及检测部930A的组合。同样地,信号处理系统B构成为滤波处理部926B、相关处理部927B、包络线处理部928B、阈值处理部929B、以及检测部930B的组合,信号处理系统C构成为滤波处理部926C、相关处理部927C、包络线处理部928C、阈值处理部929C、以及检测部930C的组合。
信号处理系统A根据判别部925的判别结果,基于与接收波所包含的一个以上的频率的接收波中的一个对应的接收信号,来执行各种处理。另外,信号处理系统B根据判别部925的判别结果,来基于与接收波所包含的一个以上的频率的接收波中的一个对应的接收信号,且是与信号处理系统A不同的频率的接收信号,来执行各种处理。另外,信号处理系统C基于与接收波所包含的一个以上的频率的接收波中的一个对应的接收信号,且是与信号处理系统A及B不同的频率的接收信号来执行各种处理。
此外,关于信号处理系统A~C的功能及动作,与上述的实施方式(参照图4等)所涉及的信号处理系统的功能及动作实际上相同,因此省略进一步的说明。另外,除接收器941及961以外的结构的图示出于空间原因被省略,但接收部940、960分别具有与接收部920同样的结构。
像这样,在图9所示的变形例中,接收部920能够同时获取作为从三个发送部910、930、950发送的发送波的源的发送信号、与和作为该发送波的反射波的接收波相应的接收信号的三个相关值。同样地,接收部940、960也分别能够同时获取三个相关值。因此,根据图9所示的变形例,能够同时考虑三种不同的信息,来更加详细地检测距物体的距离。
此外,在图9所示的变形例中,发送器911与接收器921的组合可以由同一振子构成,也可以由不同的振子构成是与上述的实施方式同样的。另外,关于发送器931与接收器941的组合、以及发送器951与接收器961的组合,也可以说是同样的。
另外,在图9所示的变形例中,发送侧的结构与接收侧的结构分别各设有三个,分别设置于接收侧的结构的信号处理系统也设有三个,但“三”这一数字本身没有特別的技术意思。因此,这些结构的个数可以分别是两个,也可以是四个以上。
另外,发送侧的结构的个数与接收侧的结构的个数也可以不必一致,发送侧的结构的个数与分别设置于接收侧的结构的信号处理系统的个数也可以不必一致。
以上,对本公开的实施方式及变形例进行了说明,但上述的实施方式及变形例不过是一个例子,并不意图限定发明的范围。上述新的实施方式及变形例能够在各种方式下实施,在不脱离发明的主旨的范围能够进行各种省略、置换、变更。上述的实施方式及变形例包含在发明的范围、主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明和其均等的范围内。
Claims (8)
1.一种物体检测系统,其中,
具备多个第一物体检测装置,
所述多个第一物体检测装置分别具备:
发送部,其将设定在规定的频带的范围内的多个第一频率中的、和其他第一物体检测装置不同的第一频率的第一波动与所述其他第一物体检测装置几乎同时地作为发送波发送;
接收部,其接收基于通过物体的反射而返回来的所述发送波的接收波;
判别部,其基于针对所述接收波的频率分析的结果和与所述多个第一频率相关的信息,来判别所述接收波所包含的一个以上的第二波动的一个以上的第二频率与所述多个第一频率的对应关系;以及
检测部,其基于根据所述判别部的判别结果而获取到的信息,来检测与所述物体相关的信息,
所述物体检测系统还具备多个第二物体检测装置,所述多个第二物体检测装置分别具备所述发送部、所述接收部、所述判别部、以及所述检测部,
所述多个第一物体检测装置各自的所述发送部将所述第一波动以包含第一信息作为识别信息的方式编码的基础上,与所述其他第一物体检测装置及所述多个第二物体检测装置同时并行地,作为所述发送波发送,
所述多个第二物体检测装置各自的所述发送部将所述第一波动以包含与所述第一信息不同的第二信息作为所述识别信息的方式编码的基础上,与其他第二物体检测装置及所述多个第一物体检测装置同时并行地,作为所述发送波发送,
所述多个第一物体检测装置及所述多个第二物体检测装置各自还具备相关处理部,所述相关处理部根据所述判别部的判别结果,来获取所述发送波与所述接收波的对应所述识别信息的相似度的相关值,
所述多个第一物体检测装置及所述多个第二物体检测装置各自的所述检测部基于所述相关值与阈值的比较结果,来检测与所述物体相关的信息。
2.根据权利要求1所述的物体检测系统,其中,
所述判别部在作为所述频率分析的结果得到的所述一个以上的第二频率的数量与所述多个第一频率的数量不一致的情况下,基于在所述规定的频带的范围内存在于比所述一个以上的第二频率靠低域侧和高域侧中的至少一方的空闲频带,来判定所述一个以上的第二频率与所述多个第一频率的对应关系。
3.根据权利要求1所述的物体检测系统,其中,
所述多个第一频率分别设定在通过假想地分割所述规定的频带而构成的彼此不重复的多个频带的范围内。
4.根据权利要求2所述的物体检测系统,其中,
所述多个第一频率分别设定在通过假想地分割所述规定的频带而构成的彼此不重复的多个频带的范围内。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的物体检测系统,其中,
所述检测部基于所述发送波被发送的时刻与所述接收波被接收的时刻之差,来检测距所述物体的距离作为与所述物体相关的信息。
6.根据权利要求5所述的物体检测系统,其中,
还具备控制部,所述控制部根据作为所述检测部的检测结果的距所述物体的距离,来将所述发送部发送的所述发送波的发送方式控制为将所述第一波动作为所述发送波发送的第一模式、和将所述规定的频带的中心频率附近的第三频率的第三波动作为所述发送波发送的第二模式中的任一个。
7.根据权利要求1~4、6中的任一项所述的物体检测系统,其中,
所述多个第一物体检测装置各自的所述发送部及所述接收部一体地构成为包含可收发超声波的单个的振子的收发部,
所述规定的频带根据所述振子的规格而设定。
8.根据权利要求5所述的物体检测系统,其中,
所述多个第一物体检测装置各自的所述发送部及所述接收部一体地构成为包含可收发超声波的单个的振子的收发部,
所述规定的频带根据所述振子的规格而设定。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019001420A JP7271952B2 (ja) | 2019-01-08 | 2019-01-08 | 物体検出システムおよび物体検出装置 |
JP2019-001420 | 2019-01-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111413697A CN111413697A (zh) | 2020-07-14 |
CN111413697B true CN111413697B (zh) | 2024-01-02 |
Family
ID=71104394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010009027.2A Active CN111413697B (zh) | 2019-01-08 | 2020-01-06 | 物体检测系统及物体检测装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11150343B2 (zh) |
JP (1) | JP7271952B2 (zh) |
CN (1) | CN111413697B (zh) |
DE (1) | DE102020100047A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7230619B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2023-03-01 | 株式会社アイシン | 物体検出装置 |
KR20230099334A (ko) * | 2021-12-27 | 2023-07-04 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 이중대역 초음파 감지장치 및 그 제어방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102879785A (zh) * | 2012-09-22 | 2013-01-16 | 华南理工大学 | 基于频谱认知和分段跳频调频的水下物体探测方法及系统 |
CN104515985A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 现代自动车株式会社 | 用于去除超声波系统的噪声的设备与方法 |
CN106199613A (zh) * | 2014-09-24 | 2016-12-07 | Lg电子株式会社 | 驻车辅助装置及车辆 |
CN106662643A (zh) * | 2014-07-30 | 2017-05-10 | 株式会社电装 | 超声波式物体检测装置 |
JP2018105702A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社Soken | 物体検知装置 |
JP2018105700A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社Soken | 物体検知装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4283170B2 (ja) | 2003-12-17 | 2009-06-24 | 株式会社デンソー | 物体検出装置 |
JP4013924B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2007-11-28 | 株式会社デンソー | 車両用周辺監視装置 |
JP2010035135A (ja) * | 2008-05-09 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | 超音波信号送受信装置、通信装置、ダイバー用通信装置、通信システム、および通信方法 |
CN102652077A (zh) * | 2009-12-11 | 2012-08-29 | 三菱电机株式会社 | 电动汽车用音响输出装置 |
DE102010033210A1 (de) | 2010-08-03 | 2012-02-09 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, Fahrerassistenzsystem und Kraftfahrzeug |
DE102011075484A1 (de) * | 2011-05-09 | 2012-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Ultraschall-Messsystem mit verringerter minimaler Reichweite und Verfahren zum Detektieren eines Hindernisses |
US20130093583A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Alan D. Shapiro | Automotive panel warning and protection system |
JPWO2016042697A1 (ja) | 2014-09-19 | 2017-07-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 障害物検出装置 |
KR101887901B1 (ko) | 2016-09-08 | 2018-08-13 | 현대오트론 주식회사 | 초음파 센서 구동 장치 및 초음파 센서 구동 방법 |
JP6714542B2 (ja) | 2017-05-29 | 2020-06-24 | 株式会社Soken | 物体検知システム |
-
2019
- 2019-01-08 JP JP2019001420A patent/JP7271952B2/ja active Active
- 2019-12-23 US US16/725,175 patent/US11150343B2/en active Active
-
2020
- 2020-01-03 DE DE102020100047.2A patent/DE102020100047A1/de active Pending
- 2020-01-06 CN CN202010009027.2A patent/CN111413697B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102879785A (zh) * | 2012-09-22 | 2013-01-16 | 华南理工大学 | 基于频谱认知和分段跳频调频的水下物体探测方法及系统 |
CN104515985A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 现代自动车株式会社 | 用于去除超声波系统的噪声的设备与方法 |
CN106662643A (zh) * | 2014-07-30 | 2017-05-10 | 株式会社电装 | 超声波式物体检测装置 |
CN106199613A (zh) * | 2014-09-24 | 2016-12-07 | Lg电子株式会社 | 驻车辅助装置及车辆 |
JP2018105702A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社Soken | 物体検知装置 |
JP2018105700A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社Soken | 物体検知装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7271952B2 (ja) | 2023-05-12 |
CN111413697A (zh) | 2020-07-14 |
DE102020100047A1 (de) | 2020-07-09 |
JP2020112376A (ja) | 2020-07-27 |
US20200217953A1 (en) | 2020-07-09 |
US11150343B2 (en) | 2021-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111413697B (zh) | 物体检测系统及物体检测装置 | |
US20210302574A1 (en) | Object detection system and object detection device | |
US11249186B2 (en) | Distance detection apparatus and object detection apparatus | |
JP2019197046A (ja) | 検知エリアを広げるために拡散コードを用いた超音波センサの信号符号化 | |
JP2021196254A (ja) | 物体検出装置 | |
US20210318432A1 (en) | Object detection device and object detection system | |
JP2019200194A (ja) | 物体検知装置および駐車支援装置 | |
CN111722229B (zh) | 物体检测装置 | |
CN116325791A (zh) | 超声波产生装置、振子及物体检测装置 | |
CN110073241B (zh) | 用于运行超声传感器的方法 | |
CN115598628A (zh) | 物体检测系统以及物体检测装置 | |
JP7367585B2 (ja) | 物体検出システム | |
US20220299616A1 (en) | Ultrasonic sensor system, method for operating ultrasonic sensors and motor vehicle | |
US11698456B2 (en) | Object detection system | |
CN113805183A (zh) | 驾驶辅助装置 | |
CN113805181A (zh) | 物体检测装置 | |
JP2021165695A (ja) | 物体検出装置 | |
CN116583746A (zh) | 物体检测装置 | |
CN117280244A (zh) | 物体检测装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Aichi Prefecture, Japan Applicant after: AISIN Co.,Ltd. Address before: Aichi Prefecture, Japan Applicant before: AISIN SEIKI Kabushiki Kaisha |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |