DE102018213077B4 - OBJECT DETECTION DEVICE - Google Patents

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Abstract

Objekterfassungsvorrichtung mit:- einem Signalgenerator (2), der ein Impulssignal erzeugt, dessen Frequenz sich über die Zeit ändert;- einem Sender (1, 3, 4), an den das durch den Signalgenerator erzeugte Impulssignal gegeben wird und der eine Messwelle auf der Grundlage des Impulssignals aussendet;- einem Empfänger (1, 5, 6, 7), der eine reflektierte Welle der Messwelle empfängt;- einer Frequenzberechnungseinheit (11), die die Frequenz einer vom Empfänger empfangenen Empfangswelle berechnet;- einer Frequenzbestimmungseinheit (12), die bestimmt, ob oder nicht die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen Änderungen in der Frequenz, die durch die Frequenzberechnungseinheit berechnet wird, und Änderungen in der Frequenz des Impulssignals, das von dem Signalgenerator an den Sender gegeben wird; und- einer Abstandsberechnungseinheit (13), die einen Abstand zu einem Objekt, das die Messwelle reflektiert hat, auf der Grundlage einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem der Sender die Messwelle aussendet, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Empfänger die reflektierte Welle der Messwelle empfängt, berechnet, wenn die Frequenzbestimmungseinheit bestimmt, dass die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, wobei- die Objekterfassungsvorrichtung ferner ein Filter (9) aufweist, das einen Filterprozess an einem Signal ausführt, das von dem Empfänger auf der Grundlage der Empfangswelle ausgegeben wird;- die Frequenzberechnungseinheit die Frequenz der Empfangswelle auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Filters berechnet;- sich eine Verstärkung des Filters auf der Grundlage der Frequenz des eingegebenen Signals ändert;- der Signalgenerator die Frequenz des erzeugten Impulssignals von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert ändert;- sich eine Amplitude der Messwelle auf der Grundlage der Frequenz des Impulssignals ändert, das von dem Signalgenerator an den Sender gegeben wird; und- eine Zunahme oder Abnahme in der Verstärkung des Filters, wenn sich die Frequenz des an das Filter gegebenen Signals von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert, eine Inverse einer Zunahme oder Abnahme in der Amplitude der Messwelle ist, wenn sich die Frequenz des von dem Signalgenerater an den Sender gegebenen Impulssignals von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert.Object detection device with: - a signal generator (2) which generates a pulse signal, the frequency of which changes over time; Emits the basis of the pulse signal; - a receiver (1, 5, 6, 7) which receives a reflected wave of the measurement wave; - a frequency calculation unit (11) which calculates the frequency of a received wave received by the receiver; - a frequency determination unit (12), which determines whether or not the reception wave is the reflected wave of the measurement wave based on a comparison between changes in the frequency calculated by the frequency calculation unit and changes in the frequency of the pulse signal given from the signal generator to the transmitter ; and - a distance calculating unit (13) which calculates a distance to an object which has reflected the measurement wave on the basis of a time period from the point in time at which the transmitter transmits the measurement wave to the point in time at which the receiver transmits the reflected wave of the measurement wave, calculated when the frequency determination unit determines that the reception wave is the reflected wave of the measurement wave, the object detection device further comprising a filter (9) that performs a filtering process on a signal received from the receiver on the basis of the reception wave the frequency calculating unit calculates the frequency of the reception wave based on an output signal of the filter; a gain of the filter changes based on the frequency of the input signal; the signal generator calculates the frequency of the generated pulse signal from a first value to a second Value changes; - an amplitude of the measuring wave changes to de r changes the basis of the frequency of the pulse signal given from the signal generator to the transmitter; and an increase or decrease in the gain of the filter when the frequency of the signal given to the filter changes from the first value to the second value is an inverse of an increase or decrease in the amplitude of the measurement wave when the frequency of the changes the pulse signal given by the signal generator to the transmitter from the first value to the second value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Objekterfassungsvorrichtung.The present invention relates to an object detection device.

Bekannt ist folgende Technologie für eine Objekterfassungsvorrichtung, die in einem Kraftfahrzeug befestigt ist und ein Hindernis erfasst. D.h., gemäß der Technologie wird die Frequenz einer Ultraschallwelle, die als eine Messwelle (Prüfwelle) verwendet wird, über die Zeit geändert. Dies führt dazu, dass eine Interferenz zwischen der Messwelle und Ultraschallwellen, die von anderen Fahrzeugen gesendet werden, die in der Umgebung fahren, verhindert wird (siehe beispielsweise EP 2 373 434 B1 ).The following technology is known for an object detection device which is mounted in a motor vehicle and detects an obstacle. That is, according to the technology, the frequency of an ultrasonic wave used as a measurement wave (test wave) is changed over time. As a result, interference between the measurement wave and ultrasonic waves sent from other vehicles traveling in the vicinity is prevented (see, for example EP 2 373 434 B1 ).

Ein Mikrofon, das in einem Ultraschallsensor verwendet wird, weist für gewöhnlich eine schmale Bandbreite auf. Folglich nehmen, wenn Sendewellen erzeugt werden, während eine Frequenz dieser geändert wird, die Amplituden der Sendewellen und Empfangswellen bei Frequenzen entfernt von einer Resonanzfrequenz ab. Die Frequenz der Empfangswelle ist somit schwer erfassbar. Folglich wird ein Bereich, über den eine Frequenz erfassbar ist, schmal und können Änderungen in der Frequenz nicht ausreichend erfasst werden.A microphone used in an ultrasonic sensor usually has a narrow bandwidth. Consequently, when transmission waves are generated while a frequency thereof is changed, the amplitudes of the transmission waves and reception waves decrease at frequencies other than a resonance frequency. The frequency of the received wave is therefore difficult to determine. As a result, a range over which a frequency can be detected becomes narrow and changes in frequency cannot be sufficiently detected.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Objekterfassungsvorrichtung bereitzustellen, bei der eine Erfassung von Änderungen in der Frequenz erleichtert ist.It is therefore an object of the present invention to provide an object detection device in which detection of changes in frequency is facilitated.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Objekterfassungsvorrichtung bereitgestellt, die einen Signalgenerator, einen Sender, einen Empfänger, eine Frequenzberechnungseinheit, eine Frequenzbestimmungseinheit und eine Abstandsberechnungseinheit aufweist. Der Signalgenerator erzeugt Impulssignale, deren Frequenz sich über die Zeit ändert. Das vom Signalgenerator erzeugte Impulssignal wird an den Sender gegeben. Der Sender sendet eine Messwelle auf der Grundlage des Impulssignals aus. Der Empfänger empfängt eine reflektierte Welle der Messwelle. Die Frequenzberechnungseinheit berechnet die Frequenz einer vom Empfänger empfangenen Empfangswelle. Die Frequenzbestimmungseinheit bestimmt, ob oder nicht die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen Änderungen in der Frequenz, die von der Frequenzberechnungseinheit berechnet wird, und Änderungen in der Frequenz des Impulssignals, das vom Signalgenerator an den Sender gegeben wird. Die Abstandsberechnungseinheit berechnet einen Abstand zu einem Objekt, das die Messwelle reflektiert hat, auf der Grundlage einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem der Sender die Messwelle ausgesendet hat, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Empfänger die reflektierte Welle der Messwelle empfangen hat, wenn die Frequenzbestimmungseinheit bestimmt, dass die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist.According to an exemplary embodiment of the present invention, an object detection device is provided which has a signal generator, a transmitter, a receiver, a frequency calculation unit, a frequency determination unit and a distance calculation unit. The signal generator generates pulse signals, the frequency of which changes over time. The pulse signal generated by the signal generator is sent to the transmitter. The transmitter sends out a measurement wave based on the pulse signal. The receiver receives a reflected wave from the measurement wave. The frequency calculation unit calculates the frequency of a received wave received by the receiver. The frequency determination unit determines whether or not the reception wave is the reflected wave of the measurement wave based on a comparison between changes in the frequency calculated by the frequency calculation unit and changes in the frequency of the pulse signal given from the signal generator to the transmitter . The distance calculation unit calculates a distance to an object that has reflected the measurement wave on the basis of a time span from the point in time at which the transmitter has transmitted the measurement wave to the point in time at which the receiver has received the reflected wave of the measurement wave, when the frequency determination unit determines that the reception wave is the reflected wave of the measurement wave.

Die Objekterfassungsvorrichtung weist ferner ein Filter auf, das einen Filterprozess an einem Signal ausführt, das von dem Empfänger ausgegeben wird, auf der Grundlage der Empfangswelle. Die Frequenzberechnungseinheit berechnet die Frequenz der Empfangswelle auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Filters. Eine Verstärkung des Filters ändert sich auf der Grundlage der Frequenz des eingegebenen Signals. Der Signalgenerator ändert die Frequenz des erzeugten Impulssignals von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert. Eine Amplitude der Messwelle ändert sich auf der Grundlage der Frequenz des Impulssignals, das von dem Signalgenerator an den Sender gegeben wird. Eine Zunahme oder Abnahme in der Verstärkung des Filters, wenn sich die Frequenz des Signals, das an das Filter gegeben wird, von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert, ist eine Inverse (d.h. invers bzw. umgekehrt zu) einer Zunahme oder Abnahme in der Amplitude der Messwelle, wenn sich die Frequenz des Impulssignals, das von dem Signalgenerator an den Sender gegeben wird, von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert.The object detection apparatus further includes a filter that performs a filtering process on a signal output from the receiver based on the reception wave. The frequency calculation unit calculates the frequency of the reception wave based on an output signal of the filter. A gain of the filter changes based on the frequency of the input signal. The signal generator changes the frequency of the generated pulse signal from a first value to a second value. An amplitude of the measurement wave changes based on the frequency of the pulse signal given from the signal generator to the transmitter. An increase or decrease in the gain of the filter when the frequency of the signal applied to the filter changes from the first value to the second value is an inverse (ie, inverse or vice versa) of an increase or decrease in the amplitude of the measurement wave when the frequency of the pulse signal, which is given to the transmitter by the signal generator, changes from the first value to the second value.

Wie vorstehend beschrieben, werden die Verstärkungseigenschaften des Filters eingestellt, um die Frequenzeigenschaften des Senders zu kompensieren. Folglich wird, auch wenn die Frequenz der Messwelle entfernt von einer Resonanzfrequenz liegt und die Amplitude gering ist, das Signal, das vom Empfänger auf der Grundlage des Empfangssignals ausgegeben wird, verstärkt. Die Änderungen in der Frequenz der Empfangswelle nehmen zu. Folglich wird der Bereich, über den eine gewünschte Änderung in der Frequenz erfassbar ist, breiter und können die Änderungen in der Frequenz einfacher erfasst werden.As described above, the gain characteristics of the filter are adjusted to compensate for the frequency characteristics of the transmitter. As a result, even if the frequency of the measurement wave is far from a resonance frequency and the amplitude is small, the signal output from the receiver based on the reception signal is amplified. The changes in the frequency of the received wave increase. As a result, the range over which a desired change in frequency can be detected becomes wider and the changes in frequency can be detected more easily.

Die Bezugszeichen in Klammern in den Ansprüchen zeigen entsprechende Verhältnisse zu bestimmten Mitteln in den Ausführungsformen, die nachstehend als Aspekte beschrieben sind.The reference signs in brackets in the claims indicate corresponding relationships with certain means in the embodiments which are described below as aspects.

In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

  • 1 eine Abbildung einer Konfiguration einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine Abbildung einer Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß 1;
  • 3 Diagramme von Verhältnissen zwischen einer Amplitude einer Messwelle, die von einem Mikrofon gemäß 1 gesendet wird, und Verstärkungseigenschaften einer Filtereinheit;
  • 4 ein Diagramm der Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit gemäß 2;
  • 5 ein Diagramm einer Empfangsfrequenzbreite in einer herkömmlichen Objekterfassungsvorrichtung;
  • 6 ein Diagramm einer Empfangsfrequenzbreite gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 7 eine Abbildung einer Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 8 eine Abbildung einer Konfiguration einer Filtereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 9 eine Abbildung einer Konfiguration der Filtereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 10 eine Abbildung einer Konfiguration einer Filtereinheit gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • 11 eine Abbildung einer Konfiguration einer Verarbeitungseinheit gemäß einer vierten Ausführungsform;
  • 12 ein Zeitdiagramm eines Verhältnisses zwischen Amplitudenbestimmungsergebnissen und Zeitpunkten, an denen Filtereigenschaften umgeschaltet werden; und
  • 13 Diagramme von Verhältnisses zwischen einer Amplitude einer Messwelle und Verstärkungseigenschaften einer Filtereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In the attached drawings shows:
  • 1 FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an object detection device according to a first embodiment;
  • 2 a diagram of a configuration of a processing unit according to FIG 1 ;
  • 3 Diagrams of relationships between an amplitude of a measurement wave generated by a microphone according to 1 is sent, and gain characteristics of a filter unit;
  • 4th a diagram of the amplification properties of the filter unit according to FIG 2 ;
  • 5 a diagram of a reception frequency width in a conventional object detection device;
  • 6th a diagram of a reception frequency width according to the first embodiment;
  • 7th a diagram of a configuration of a processing unit according to a second embodiment;
  • 8th Fig. 8 is a diagram showing a configuration of a filter unit according to the second embodiment;
  • 9 Fig. 4 is a diagram showing a configuration of the filter unit according to the second embodiment;
  • 10 Fig. 8 is a diagram showing a configuration of a filter unit according to a third embodiment;
  • 11 Fig. 8 is a diagram showing a configuration of a processing unit according to a fourth embodiment;
  • 12th a timing chart showing a relationship between amplitude determination results and times at which filter properties are switched; and
  • 13th Diagrams of the relationship between an amplitude of a measurement wave and amplification properties of a filter unit according to a further embodiment.

Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Abschnitte in den nachfolgenden Ausführungsformen, die gleich oder äquivalent sind, sind unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen beschrieben.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Portions in the following embodiments that are the same or equivalent are described using the same reference numerals.

(Erste Ausführungsform)(First embodiment)

Nachstehend ist eine erste Ausführungsform beschrieben. Eine Objekterfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine sogenannte Ultraschallsonarvorrichtung. Die Objekterfassungsvorrichtung ist an einem Fahrzeug befestigt und erfasst das Vorhandensein eines Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs, einen Abstand zu dem Objekt und dergleichen.A first embodiment will be described below. An object detection device according to the present embodiment is a so-called ultrasonic sonar device. The object detection device is attached to a vehicle and detects the presence of an object in the vicinity of the vehicle, a distance to the object, and the like.

Wie in 1 gezeigt, weist die Objekterfassungsvorrichtung ein Mikrofon 1, eine Signalerzeugungseinheit (Signalgenerator) 2, eine Digital-zu-Analog-(D/A)-Wandlungseinheit (D/A-Wandler) 3, eine Sendeschaltung 4, eine Empfangsschaltung 5, einen Verstärker 6, eine Analog-zu-Digital-(A/D)-Wandlungseinheit (A/D-Wandler) 7 und eine Verarbeitungseinheit (Prozessor) 8 auf. Das Mikrofon 1, die Empfangsschaltung 5, der Verstärker 6 und die A/D-Wandlungseinheit 7 dienen als ein Empfänger. Das Mikrofon 1, die D/A-Wandlungseinheit 3 und die Sendeschaltung 4 dienen als ein Sender.As in 1 As shown, the object detection device comprises a microphone 1 , a signal generation unit (signal generator) 2 , a digital-to-analog (D / A) conversion unit (D / A converter) 3, a transmission circuit 4th , a receiving circuit 5 , an amplifier 6th , an analog-to-digital (A / D) conversion unit (A / D converter) 7 and a processing unit (processor) 8th on. The microphone 1 , the receiving circuit 5 , the amplifier 6th and the A / D conversion unit 7 serve as a receiver. The microphone 1 , the D / A conversion unit 3 and the transmission circuit 4th serve as a transmitter.

Das Mikrofon 1 ist einer Außenoberfläche des Fahrzeugs zugewandt vorgesehen. Das Mikrofon 1 sendet Ultraschallwellen nach außerhalb des Fahrzeugs. Die Ultraschallwelle dient als eine Messwelle (Prüfwelle) zur Erfassung eines Objekts.The microphone 1 is provided to face an outer surface of the vehicle. The microphone 1 sends ultrasonic waves to the outside of the vehicle. The ultrasonic wave serves as a measurement wave (test wave) for detecting an object.

Die Signalerzeugungseinheit 2 erzeugt Impulssignale, deren Frequenz sich über die Zeit ändert. Die Signalerzeugungseinheit 2 erzeugt beispielsweise Impulssignale, deren Frequenz monoton zunimmt. Alternativ erzeugt die Signalerzeugungseinheit 2 Impulssignale, deren Frequenz monoton abnimmt.The signal generation unit 2 generates pulse signals, the frequency of which changes over time. The signal generation unit 2 generates, for example, pulse signals whose frequency increases monotonically. Alternatively, the signal generation unit generates 2 Pulse signals, the frequency of which decreases monotonically.

In der Objekterfassungsvorrichtung werden die Impulssignale, deren Frequenz monoton zunimmt, und die Impulssignale, deren Frequenz monoton abnimmt, je nach Bedarf, umgeschaltet. Dadurch, dass die Frequenz des Impulssignals auf diese Weise geändert wird, wird eine Messwelle, die ein Chirp-Signal aufweist, dessen Frequenz sich über die Zeit ändert, von dem Mikrofon 1 ausgesendet. Die Frequenz des Impulssignals, das von der Signalerzeugungseinheit 2 erzeugt wird, ist fp.In the object detection device, the pulse signals whose frequency increases monotonically and the pulse signals whose frequency decreases monotonically are switched as required. By changing the frequency of the pulse signal in this way, a measurement wave having a chirp signal, the frequency of which changes over time, is transmitted from the microphone 1 sent out. The frequency of the pulse signal generated by the signal generation unit 2 is generated is fp.

Das Impulssignal, das von der Signalerzeugungseinheit 2 erzeugt wird, wird über die D/A-Wandlungseinheit 3 und die Sendeschaltung 4 an das Mikrofon 1 gegeben. Insbesondere führt die D/A-Wandlungseinheit 3 eine D/A-Wandlung an dem von der Signalerzeugungseinheit 2 eingegebenen Impulssignal aus. Anschließend gibt die D/A-Wandlungseinheit 3 eine AC-Spannung aus, die infolge der D/A-Wandlung erzeugt wird. Die Ausgangsspannung von der D/A-Wandlungseinheit 3 wird an die Sendeschaltung 4 gegeben. Die Sendeschaltung 4 stimmt die Amplitude und dergleichen der eingegebenen AC-Spannung ab und gibt die AC-Spannung an das Mikrofon 1.The pulse signal generated by the signal generation unit 2 is generated is via the D / A conversion unit 3 and the transmission circuit 4th to the microphone 1 given. In particular, the D / A conversion unit 3 performs D / A conversion on that of the signal generation unit 2 input pulse signal. Then, the D / A conversion unit 3 outputs an AC voltage generated as a result of the D / A conversion. The output voltage from the D / A conversion unit 3 is sent to the transmission circuit 4th given. The transmission circuit 4th adjusts the amplitude and the like of the input AC voltage and outputs the AC voltage to the microphone 1 .

Das Mikrofon 1 weist ein piezoelektrisches Element (nicht gezeigt) auf. In dem piezoelektrischen Element ist ein piezoelektrischer Film zwischen zwei Elektroden angeordnet, die sich gegenüberliegen. Wenn die AC-Spannung von der Sendeschaltung 4 an die zwei Elektroden gelegt wird, die in dem Mikrofon 1 vorgesehen sind, wird der piezoelektrische Film verformt. Dies führt dazu, dass eine Ultraschallwelle von dem Mikrofon 1 nach außerhalb des Fahrzeugs ausgesendet wird. Auf diese Weise senden das Mikrofon 1, die D/A-Wandlungseinheit 3 und die Sendeschaltung 4 die Messwelle auf der Grundlage des von der Signalerzeugungseinheit 2 eingegebenen Impulssignals aus. Das Mikrofon 1, die D/A-Wandlungseinheit 3 und die Sendeschaltung 4 entsprechen einem Sender (Sendeeinheit).The microphone 1 comprises a piezoelectric element (not shown). In the piezoelectric element, a piezoelectric film is sandwiched between two electrodes that are opposed to each other. When the AC voltage from the sending circuit 4th to the two electrodes in the microphone 1 are provided, the piezoelectric film is deformed. This causes an ultrasonic wave from the microphone 1 is sent outside the vehicle. That way send the microphone 1 , the D / A conversion unit 3 and the transmission circuit 4th the measurement wave based on that from the signal generation unit 2 input pulse signal. The microphone 1 , the D / A conversion unit 3 and the transmission circuit 4th correspond to a transmitter (transmitter unit).

Ferner empfängt das Mikrofon 1 ebenso eine reflektierte Welle der Messwelle. Das Mikrofon 1 gibt eine Spannung auf der Grundlage des Schalldrucks der empfangenen Ultraschallwelle aus. Insbesondere sind die zwei Elektroden des piezoelektrischen Elements, das in dem Mikrofon 1 vorgesehen ist, ebenso mit der Empfangsschaltung 5 verbunden. Eine Spannung über den zwei Elektroden, wenn die Ultraschallwelle empfangen und der piezoelektrische Film verformt wird, wird an die Empfangsschaltung 5 gegeben.The microphone also receives 1 likewise a reflected wave of the measuring wave. The microphone 1 outputs a voltage based on the sound pressure of the received ultrasonic wave. In particular, the two electrodes are the piezoelectric element that is in the microphone 1 is provided, as well as with the receiving circuit 5 tied together. A voltage across the two electrodes when the ultrasonic wave is received and the piezoelectric film is deformed is sent to the receiving circuit 5 given.

Die Empfangsschaltung 5 führt einen Prozess, wie beispielsweise ein Festklemmen, an der eingegebenen Spannung aus und gibt die Spannung anschließend aus. Die Ausgangsspannung von der Empfangsschaltung 5 wird durch den Verstärker 6 verstärkt. Anschließend führt die A/D-Wandlungseinheit 7 eine AD-Wandlung an der verstärkten Spannung aus. Auf diese Weise geben das Mikrofon 1, die Empfangsschaltung 5, der Verstärker 6 und die A/D-Wandlungseinheit 7 Signale auf der Grundlage der Ultraschallwelle aus, die von dem Mikrofon 1 empfangen wird. Das Mikrofon 1, die Empfangsschaltung 5, der Verstärker 6 und die A/D-Wandlungseinheit 7 entsprechen einem Empfänger (Empfangseinheit). Das durch die A/D-Wandlung der A/D-Wandlungseinheit 7 erzeugte Signal wird von der A/D-Wandlungseinheit 7 an die Verarbeitungseinheit 8 gegeben.The receiving circuit 5 performs a process such as clamping on the input voltage, and then outputs the voltage. The output voltage from the receiving circuit 5 is through the amplifier 6th reinforced. The A / D conversion unit 7 then performs AD conversion on the boosted voltage. That way give the microphone 1 , the receiving circuit 5 , the amplifier 6th and the A / D conversion unit 7 outputs signals based on the ultrasonic wave emitted from the microphone 1 Will be received. The microphone 1 , the receiving circuit 5 , the amplifier 6th and the A / D conversion unit 7 correspond to a receiver (receiving unit). The signal generated by the A / D conversion of the A / D conversion unit 7 is sent from the A / D conversion unit 7 to the processing unit 8th given.

Die Verarbeitungseinheit 8 verarbeitet das Ausgangssignal von der A/D-Wandlungseinheit 7 und berechnet den Abstand zu einem Objekt und dergleichen. Die Verarbeitungseinheit 8 ist durch einen Mikrocomputer bekannter Bauart aufgebaut, der eine zentrale Recheneinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), eine Eingabe/Ausgabe (E/A) und dergleichen aufweist. Die Verarbeitungseinheit 8 führt einen vorbestimmten Prozess auf der Grundlage eines Programms aus, das in dem ROM oder dergleichen gespeichert ist.The processing unit 8th processes the output signal from the A / D conversion unit 7 and calculates the distance to an object and the like. The processing unit 8th is constructed by a known type of microcomputer having a central processing unit (CPU), read-only memory (ROM), read-write memory (RAM), input / output (I / O), and the like. The processing unit 8th executes a predetermined process based on a program stored in the ROM or the like.

Wie in 2 gezeigt, weist die Verarbeitungseinheit 8 eine Filtereinheit (entsprechend einem Filter) 9, eine Amplitudenberechnungseinheit 10, eine Frequenzberechnungseinheit 11, eine Frequenzbestimmungseinheit 12, eine Abstandsberechnungseinheit 13, eine Umschalteinheit 14 und eine Amplitudenbestimmungseinheit 15 auf.As in 2 shown, the processing unit 8th a filter unit (corresponding to a filter) 9, an amplitude calculation unit 10 , a frequency calculation unit 11 , a frequency determination unit 12th , a distance calculation unit 13th , a switching unit 14th and an amplitude determination unit 15th on.

Die Filtereinheit 9 führt einen Filterprozess (Filterung) an dem Signal aus, das von der A/D-Wandlungseinheit 7 ausgegeben wird, auf der Grundlage der Ultraschallwelle, die von dem Mikrofon 1 empfangen wird. Nach der Verarbeitung durch die Filtereinheit 9 wird das Signal an die Amplitudenberechnungseinheit 10 und die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben.The filter unit 9 performs a filtering process (filtering) on the signal output from the A / D conversion unit 7 based on the ultrasonic wave generated from the microphone 1 Will be received. After processing by the filter unit 9 the signal is sent to the amplitude calculation unit 10 and the frequency calculation unit 11 given.

Die Amplitudenberechnungseinheit 10 und die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnen die Amplitude bzw. die Frequenz der von dem Mikrofon 1 empfangenen Ultraschallwelle. Die Amplitudenberechnungseinheit 10 und die Frequenzberechnungseinheit 11 führen die Berechnungen auf der Grundlage des Ausgangssignals der Filtereinheit 9 unter Anwendung einer Quadraturdemodulation aus.The amplitude calculation unit 10 and the frequency calculation unit 11 calculate the amplitude or frequency of the microphone 1 received ultrasonic wave. The amplitude calculation unit 10 and the frequency calculation unit 11 perform the calculations based on the output of the filter unit 9 using quadrature demodulation.

Insbesondere weist die Filtereinheit 9 einen Multiplizierer 16, ein Tiefpassfilter (TPF) 17, einen Multiplizierer 18 und ein TPF 19 auf. Die Verstärkung der Filtereinheit 9 ändert sich auf der Grundlage der Frequenz des eingegebenen Signals.In particular, the filter unit 9 a multiplier 16 , a low pass filter (LPF) 17th , a multiplier 18th and a TPF 19th on. Reinforcement of the filter unit 9 changes based on the frequency of the input signal.

Das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 wird an den Multiplizierer 16 gegeben und mit sin2πf0t multipliziert, wobei f0 eine Resonanzfrequenz des Mikrofons 1 und t die Zeit ist. Anschließend wird das Signal an das TPF 17 gegeben. Ferner wird das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 ebenso an den Multiplizierer 18 gegeben und mit cos2πf0t multipliziert, wobei f0 eine Resonanzfrequenz des Mikrofons 1 und t die Zeit ist. Anschließend wird das Signal an das TPF 19 gegeben.The output of the A / D conversion unit 7 is sent to the multiplier 16 given and multiplied by sin2πf0t, where f0 is a resonance frequency of the microphone 1 and t is the time. Then the signal is sent to the TPF 17th given. Further, the output of the A / D conversion unit 7 is also sent to the multiplier 18th given and multiplied by cos2πf0t, where f0 is a resonance frequency of the microphone 1 and t is the time. Then the signal is sent to the TPF 19th given.

Eine Grenzfrequenz des TPF 17 und des TPF 19 ist eingestellt, um, aus dem eingegebenen Signal, Komponenten zu entfernen, deren Frequenzen 2f0 oder höher sind. Das TPF 17 und das TPF 19 sind mit der Amplitudenberechnungseinheit 10 verbunden. Jeweilige Ausgangssignale des TPF 17 und des TPF 19 werden an die Amplitudenberechnungseinheit 10 gegeben. Hierin beschreibt I den Betrag des Ausgangssignals des TPF 17. Q beschreibt den Betrag des Ausgangssignals des TPF 19. Ar beschreibt die Amplitude der Empfangswelle. Die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet Ar unter Verwendung von Ar = (I2 + Q2)1/2.A cutoff frequency of the LPF 17th and the TPF 19th is set to remove components whose frequencies are 2f0 or higher from the input signal. The TPF 17th and the TPF 19th are with the amplitude calculation unit 10 tied together. Respective output signals of the TPF 17th and the TPF 19th are sent to the amplitude calculation unit 10 given. Here I describes the amount of the output signal of the LPF 17th . Q describes the amount of the output signal of the LPF 19th . Ar describes the amplitude of the received wave. The amplitude calculation unit 10 calculates Ar using Ar = (I 2 + Q 2 ) 1/2 .

Ferner werden die jeweiligen Ausgangssignale des TPF 17 und des TPF 19 ebenso an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben. Hierin beschreibt P die Phase der Empfangswelle. Die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnet P unter Verwendung von P = atan(Q/I). Hierin beschreibt fr die Frequenz der Empfangswelle. Die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnet fr unter Verwendung von fr = 1/(2π) × dP/dt + fp. Die Frequenzberechnungseinheit 11 gibt ein Signal auf der Grundlage der berechneten Frequenz fr aus. Das Ausgangssignal der Frequenzberechnungseinheit 11 wird an die Frequenzbestimmungseinheit 12 gegeben.Furthermore, the respective output signals of the LPF 17th and the TPF 19th likewise to the frequency calculation unit 11 given. Here P describes the phase of the received wave. The frequency calculation unit 11 computes P using P = atan (Q / I). Herein describes for the frequency of the received wave. The frequency calculation unit 11 computes fr using fr = 1 / (2π) × dP / dt + fp. The frequency calculation unit 11 outputs a signal based on the calculated frequency fr. The output signal of the frequency calculation unit 11 is sent to the frequency determination unit 12th given.

Die Frequenzbestimmungseinheit 12 bestimmt, ob oder nicht die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist. Die Frequenzbestimmungseinheit 12 bestimmt, ob oder nicht die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen Änderungen in der Frequenz fr, die durch die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnet wird, und Änderungen in der Frequenz fp des Impulssignals, das von der Signalerzeugungseinheit 2 an die D/A-Wandlungseinheit 3 gegeben wird.The frequency determination unit 12th determines whether or not the received wave is the reflected wave of the measurement wave. The frequency determination unit 12th determines whether or not the reception wave is the reflected wave of the measurement wave based on a comparison between Changes in the frequency fr made by the frequency calculation unit 11 is calculated, and changes in the frequency fp of the pulse signal generated by the signal generating unit 2 is given to the D / A conversion unit 3.

Wenn beispielsweise Impulssignale, deren Frequenz fp über die Zeit zunimmt, erzeugt werden, wird die Empfangswelle als die Empfangswelle der Messwelle bestimmt, wenn die Frequenz fr der Empfangswelle in einer Weise gleich der Frequenz fp zunimmt. Ferner wird, wenn beispielsweise Impulssignale, deren Frequenz fp über die Zeit abnimmt, erzeugt werden, die Empfangswelle als die Empfangswelle der Messwelle bestimmt, wenn die Frequenz fr der Empfangswelle in einer Weise gleich der Frequenz fp abnimmt.For example, when pulse signals whose frequency fp increases with time are generated, the received wave is determined to be the received wave of the measurement wave when the frequency fr of the received wave increases in a manner equal to the frequency fp. Further, when, for example, pulse signals whose frequency fp decreases with time are generated, the reception wave is determined to be the reception wave of the measurement wave when the frequency fr of the reception wave decreases in a manner equal to the frequency fp.

Die Frequenzbestimmungseinheit 12 gibt ein Signal auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses aus. Das Ausgangssignal der Frequenzbestimmungseinheit 12 wird an die Abstandsberechnungseinheit 13 gegeben.The frequency determination unit 12th outputs a signal based on the determination result. The output signal of the frequency determination unit 12th is sent to the distance calculation unit 13th given.

Die Abstandsberechnungseinheit 13 berechnet den Abstand zu einem Objekt. Wenn die Frequenzbestimmungseinheit 12 bestimmt, dass die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, berechnet die Abstandsberechnungseinheit 13 den Abstand zu dem Objekt, das die Messwelle reflektiert hat, auf der Grundlage einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem das Mikrofon 1 die Messwelle gesendet hat, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die reflektierte Welle der Messwelle empfangen wird.The distance calculation unit 13th calculates the distance to an object. When the frequency determination unit 12th determines that the reception wave is the reflected wave of the measurement wave, the distance calculation unit calculates 13th the distance to the object that reflected the measurement wave based on a period of time from when the microphone was released 1 the measuring wave has sent until the point in time at which the reflected wave of the measuring wave is received.

Die Verarbeitungseinheit 8 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU; nicht gezeigt) verbunden. Die Verarbeitungseinheit 8 gibt eine Benachrichtigung an einen Fahrer, dass ein Objekt in einem geringen Abstand vorhanden ist, und führt ein automatisches Bremsen und dergleichen aus, auf der Grundlage des von der Abstandsberechnungseinheit 13 berechneten Abstands.The processing unit 8th is connected to an electronic control unit (ECU; not shown). The processing unit 8th gives a notification to a driver that there is an object at a close distance, and performs automatic braking and the like based on that from the distance calculation unit 13th calculated distance.

Wie vorstehend beschrieben, wird die Grenzfrequenz des TPF 17 und des TPF 19 eingestellt, um, aus dem eingegebenen Signal, Komponenten zu entfernen, deren Frequenzen 2f0 oder höher sind. Jedoch werden, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, Verstärkungseigenschaften ebenso eingestellt, um die Eigenschaften des Mikrofons 1 zu kompensieren. D.h., die Zunahme oder Abnahme in der Verstärkung der Filtereinheit 9, wenn sich die Frequenz des Signals, das an die Filtereinheit 9 gegeben wird, von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert ändert, ist eine Inverse (invers oder umgekehrt zu) der Zunahme oder Abnahme in der Amplitude der Messwelle, wenn sich die Frequenz fp des Impulssignals von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert.As described above, the cutoff frequency of LPF 17th and the TPF 19th set to remove components whose frequencies are 2f0 or higher from the input signal. However, according to the present embodiment, gain characteristics are also adjusted to match the characteristics of the microphone 1 to compensate. That is, the increase or decrease in the gain of the filter unit 9 when the frequency of the signal that is sent to the filter unit 9 is given, changes from a first value to a second value, is an inverse (inverse or inverse to) of the increase or decrease in the amplitude of the measurement wave when the frequency fp of the pulse signal changes from the first value to the second value.

Insbesondere ändert sich, wie in 3 gezeigt, eine Amplitude At der Messwelle, die durch das Mikrofon 1 ausgesendet wird, auf der Grundlage der Frequenz fp des Impulssignals und weist die Amplitude At der Messwelle einen lokalen Höchstwert auf, wenn fp gleich f0 ist. Hierin beschreibt fi die Frequenz des Signals, das an die Filtereinheit 9 gegeben wird. Die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 beschreiben einen lokalen Tiefstwert, wenn fi gleich f0 ist.In particular, as in 3 shown an amplitude At of the measurement wave generated by the microphone 1 is emitted based on the frequency fp of the pulse signal, and the amplitude At of the measurement wave has a local maximum when fp is f0. Here fi describes the frequency of the signal that is sent to the filter unit 9 is given. The reinforcement properties of the filter unit 9 describe a local minimum value when fi is equal to f0.

Hier liegen, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, drei verschiedene Frequenzen f1, f2 und f3 in aufsteigender Reihenfolge vor. Die Signalerzeugungseinheit 2 ändert die Frequenz fp des erzeugten Impulssignals von f1 zu f3 oder von f3 zu f1. Wenn sich die Frequenz fp von f1 zu f3 ändert, entsprechen die Werten von f1 und f3 dem ersten Wert bzw. dem zweiten Wert. Wenn sich die Frequenz fp von f3 zu f1 ändert, entsprechen die Werten von f1 und f3 dem zweiten Wert bzw. dem ersten Wert.According to the present embodiment, there are three different frequencies f1, f2 and f3 in ascending order. The signal generation unit 2 changes the frequency fp of the generated pulse signal from f1 to f3 or from f3 to f1. When the frequency fp changes from f1 to f3, the values of f1 and f3 correspond to the first value and the second value, respectively. When the frequency fp changes from f3 to f1, the values of f1 and f3 correspond to the second value and the first value, respectively.

Hierin sind die Amplituden der Messwelle, wenn Impulssignale, deren Frequenzen f1, f2 und f3 sind, an die D/A-Wandlungseinheit 3 gegeben werden, At1, At2 und At3. In diesem Fall sind die Frequenzen f1, f2 und f3 derart bestimmt, dass At1 geringer als At2 ist und At2 größer als At3 ist. Ferner sind die Verstärkungen der Filtereinheit 9 entsprechend den Eingangssignalen, deren Frequenzen f1, f2 und f3 sind, G1, G2 und G3. In diesem Fall ist G1 größer als G2 und ist G2 geringer als G3. Ferner sind, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Frequenzen f1 und f3 derart bestimmt, dass f1 geringer als f0 ist und f0 geringer als f3 ist.Herein, the amplitudes of the measurement wave when pulse signals whose frequencies are f1, f2 and f3 are given to the D / A conversion unit 3 are At1, At2 and At3. In this case, the frequencies f1, f2, and f3 are determined such that At1 is less than At2 and At2 is greater than At3. Furthermore, the reinforcements of the filter unit 9 corresponding to the input signals whose frequencies are f1, f2 and f3, G1, G2 and G3. In this case, G1 is greater than G2 and G2 is less than G3. Further, according to the present embodiment, the frequencies f1 and f3 are determined such that f1 is less than f0 and f0 is less than f3.

Was G1 und G3 betrifft, so kann G1 größer als G3 sein. Alternativ kann G1 geringer als G3 sein. Darüber hinaus G1 kann gleich G3 sein. Ferner stimmen die Frequenzen, bei denen der Extremwert erreicht ist, gegebenenfalls nicht vollständig zwischen den Resonanzeigenschaften des Mikrofons 1 und den Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 überein.As for G1 and G3, G1 can be greater than G3. Alternatively, G1 can be less than G3. In addition, G1 can be equal to G3. Furthermore, the frequencies at which the extreme value is reached may not match completely between the resonance properties of the microphone 1 and the reinforcement properties of the filter unit 9 match.

Solche Verstärkungseigenschaften können durch einen Qualitätsfaktor (Q-Faktor) des TPF 17 und des TPF 19 eingestellt werden. Das TPF 17 und das TPF 19 weisen Verstärkungseigenschaften auf, die bezüglich einer vorbestimmten Frequenz auf einer Frequenzachse symmetrisch sind. Hierin ist die vorbestimmte Frequenz die Frequenz f0. D.h., das TPF 17 und das TPF 19 lassen Signale passieren, deren Frequenzen in einem vorbestimmten Bereich enthalten sind, dessen Mitte die Frequenz f0 ist. Das TPF 17 und das TPF 19 blockieren andere Signale. Ferner werden, wenn der Q-Faktor des TPF 17 und des TPF 19 bestimmt ist, um größer als ein vorbestimmter Wert zu sein, die Verstärkungseigenschaften geändert, um die Signale zu verstärken, die passieren dürfen.Such reinforcement properties can be determined by a quality factor (Q factor) of the TPF 17th and the TPF 19th can be set. The TPF 17th and the TPF 19th have gain properties that are symmetrical with respect to a predetermined frequency on a frequency axis. Here, the predetermined frequency is the frequency f0. That is, the TPF 17th and the TPF 19th pass signals the frequencies of which are contained in a predetermined range, the center of which is the frequency f0. The TPF 17th and the TPF 19th block other signals. Furthermore, if the Q factor of the TPF 17th and the TPF 19th is determined to be greater than a predetermined value that Changed amplification properties to amplify the signals that are allowed to pass.

Wie durch eine gestrichelte Linie in der 4 gezeigt, bildet, wenn der Q-Faktor gering ist, eine Kurve der Verstärkungseigenschaften eine U-Form, die aufwärts ragt. Wie durch eine durchgezogene Linie in der 4 gezeigt, ändern sich, wenn der Q-Faktor groß ist, Abschnitte auf beiden Seiten der Mittenfrequenz aufwärts, um die Amplitude der Signale zu vergrößern, die passieren dürfen. Die Kurve der Verstärkungseigenschaften bildet eine M-Form.As indicated by a dashed line in the 4th as shown, when the Q factor is small, a curve of the reinforcement properties forms a U-shape protruding upward. As if by a solid line in the 4th As shown, when the Q factor is large, portions on either side of the center frequency change upwards to increase the amplitude of the signals that are allowed to pass. The curve of the reinforcement properties forms an M-shape.

Dadurch, dass die Verstärkungseigenschaften eingestellt werden, um die Eigenschaften des Mikrofons 1 auf diese Weise zu kompensieren, wird das an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegebene Signal verstärkt. Die Erfassung eines Chirp-Signals wird erleichtert.By having the gain properties adjusted to the properties of the microphone 1 to compensate in this way, it is sent to the frequency calculation unit 11 given signal amplified. The acquisition of a chirp signal is facilitated.

Die Signalerzeugungseinheit 2 erzeugt das Impulssignal derart, dass die Amplitude der Messwelle gegen 0 geht, nachdem der Durchlauf der Frequenz fp abgeschlossen ist. Wenn die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 jedoch durchweg die M-Form bilden, wird die Konvergenz der Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, verzögert. Dies führt dazu, dass die Rechengenauigkeit bezüglich des Abstands zu dem Objekt abnehmen kann.The signal generation unit 2 generates the pulse signal in such a way that the amplitude of the measuring wave approaches 0 after the frequency fp has passed. When the reinforcement properties of the filter unit 9 however, consistently forming the M-shape, the convergence of the amplitude Ar determined by the amplitude calculating unit 10 calculated is delayed. As a result, the calculation accuracy with regard to the distance to the object can decrease.

Folglich weist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Verarbeitungseinheit 8 die Umschalteinheit 14 und die Amplitudenbestimmungseinheit 15 auf. Die Verstärkungskorrektur durch die Filtereinheit 9 wird nur während eine Zunahme in der Amplitude Ar angewandt, die durch Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird. Die Verzögerung in der Konvergenz der Amplitude Ar wird somit verringert.Thus, according to the present embodiment, the processing unit 8th the switching unit 14th and the amplitude determination unit 15th on. The gain correction by the filter unit 9 is only applied during an increase in the amplitude Ar determined by the amplitude calculation unit 10 is calculated. The delay in the convergence of the amplitude Ar is thus reduced.

Die Umschalteinheit 14 schaltet die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 auf der Grundlage der Amplitude Ar um, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird. Insbesondere gibt die Amplitudenberechnungseinheit 10 ein Signal auf der Grundlage des Betrags der berechneten Amplitude Ar an die Amplitudenbestimmungseinheit 15.The switching unit 14th switches the amplification properties of the filter unit 9 based on the amplitude Ar um determined by the amplitude calculating unit 10 is calculated. In particular, the amplitude calculation unit gives 10 a signal based on the amount of the calculated amplitude Ar to the amplitude determination unit 15th .

Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 bestimmt, ob oder nicht die Amplitude der Empfangswelle zunimmt, auf der Grundlage des Ausgangssignals der Amplitudenberechnungseinheit 10. Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 bestimmt beispielsweise, dass die Amplitude der Empfangswelle zunimmt, wenn die Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, wenigstens für eine vorbestimmte Zeitspanne fortdauernd zunimmt.The amplitude determination unit 15th determines whether or not the amplitude of the reception wave is increasing based on the output of the amplitude calculating unit 10 . The amplitude determination unit 15th determines, for example, that the amplitude of the reception wave increases when the amplitude Ar determined by the amplitude calculation unit 10 is calculated, increases continuously at least for a predetermined period of time.

Wenn die Frequenz fp von f0 unmittelbar nach dem Start des Durchlaufens der Frequenz fp entfernt ist, ist die Amplitude At der Messwelle gering. Die Amplitude At nimmt anschließend über die Zeit zu. Entsprechend ist die Amplitude der Empfangswelle gering, unmittelbar nachdem das Mikrofon 1 die reflektierte Welle der Messwelle empfängt. Die Amplitude der Empfangswelle nimmt anschließend über die Zeit zu. Die Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, nimmt zu. Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 bestimmt, dass die Amplitude der Empfangswelle zunimmt.When the frequency fp is removed from f0 immediately after the frequency fp starts to sweep, the amplitude At of the measurement wave is small. The amplitude At then increases over time. Accordingly, the amplitude of the received wave is small immediately after the microphone 1 receives the reflected wave of the measurement wave. The amplitude of the received wave then increases over time. The amplitude Ar generated by the amplitude calculation unit 10 is calculated increases. The amplitude determination unit 15th determines that the amplitude of the received wave increases.

Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 ist mit der Umschalteinheit 14 verbunden. Wenn bestimmt wird, dass die Amplitude der Empfangswelle zunimmt, sendet die Amplitudenbestimmungseinheit 15 einen Umschaltbefehl zur Erhöhung der Verstärkung der Filtereinheit 9 an die Umschalteinheit 14.The amplitude determination unit 15th is with the switching unit 14th tied together. When it is determined that the amplitude of the reception wave is increasing, the amplitude determining unit transmits 15th a toggle command to increase the gain of the filter unit 9 to the switching unit 14th .

Wenn die Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, fest ist (d.h. einen festen Wert aufweist) oder abnimmt, bestimmt die Amplitudenbestimmungseinheit 15, dass die Amplitude der Empfangswelle nicht zunimmt. Wenn bestimmt wird, dass die Amplitude der Empfangswelle nicht zunimmt, sendet die Amplitudenbestimmungseinheit 15 einen Umschaltbefehl zu Verringerung der Verstärkung der Filtereinheit 9 auf eine Verstärkung, die geringer ist als diejenige, wenn die Amplitude der Empfangswelle zunimmt, an die Umschalteinheit 14. Anschließend, wenn der Umschaltbefehl von der Amplitudenbestimmungseinheit 15 empfangen wird, sendet die Umschalteinheit 14 ein Signal zum Umschalten der Verstärkungseigenschaften an die Filtereinheit 9.When the amplitude Ar determined by the amplitude calculating unit 10 is calculated, is fixed (ie has a fixed value) or decreases, the amplitude determination unit determines 15th that the amplitude of the received wave does not increase. When it is determined that the amplitude of the reception wave does not increase, the amplitude determination unit transmits 15th a switchover command to reduce the gain of the filter unit 9 to a gain that is less than that when the amplitude of the received wave increases, to the switching unit 14th . Then when the switchover command from the amplitude determination unit 15th is received, the switching unit sends 14th a signal for switching the gain characteristics to the filter unit 9 .

Das TPF 17 und das TPF 19, die in der Filtereinheit 9 vorgesehen sind, sind derart konfiguriert, dass sich der Q-Faktor auf der Grundlage eines externen Signals ändert. Wenn der Umschaltbefehl von der Amplitudenbestimmungseinheit 15 empfangen wird, gibt die Umschalteinheit 14 ein Signal an das TPF 17 und das TPF 19 und ändert die Umschalteinheit 14 den Q-Faktor.The TPF 17th and the TPF 19th that are in the filter unit 9 are configured so that the Q factor changes based on an external signal. When the switching command from the amplitude determination unit 15th is received, gives the switching unit 14th a signal to the TPF 17th and the TPF 19th and changes the switching unit 14th the Q factor.

D.h., wenn der Umschaltbefehl zur Erhöhung der Verstärkung der Filtereinheit 9 von der Amplitudenbestimmungseinheit 15 empfangen wird, erhöht die Umschalteinheit 14 den Q-Faktor des TPF 17 und des TPF 19 und stellt die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 ein, so dass diese M-förmig sind. Ferner, wenn der Umschaltbefehl zur Verringerung der Verstärkung der Filtereinheit 9 empfangen wird, verringert die Umschalteinheit 14 den Q-Faktor des TPF 17 und des TPF 19 und stellt die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 ein, so dass diese U-förmig sind.That is, when the switchover command is used to increase the gain of the filter unit 9 from the amplitude determination unit 15th is received, the switching unit increases 14th the Q factor of the TPF 17th and the TPF 19th and sets the switching unit 14th the reinforcement properties of the filter unit 9 one so these are M-shaped. Further, when the toggle command to reduce the gain of the filter unit 9 is received, reduces the switching unit 14th the Q factor of the TPF 17th and the TPF 19th and sets the switching unit 14th the reinforcement properties of the filter unit 9 one so that these are U-shaped.

Um eine Verstärkung von Signalen zu unterdrücken, während die Bandbreite zum Durchlassen von Signalen aufrechterhalten wird, wird der Q-Faktor vorzugsweise auf einen Wert von größer als 0,5 und kleiner als 0,8 eingestellt, wenn die Verstärkung des TPF 17 und des TPF 19 verringert wird.In order to suppress gain of signals while maintaining the bandwidth for passing signals, the Q factor is preferably set to a value greater than 0.5 and less than 0.8 when the gain of LPF 17th and the TPF 19th is decreased.

Nachstehend sind Betriebsabläufe der Objekterfassungsvorrichtung beschrieben. Wenn die Objekterfassungsvorrichtung gestartet wird, beginnt die Signalerzeugungseinheit 2, das Impulssignal zu erzeugen. Die D/A-Wandlungseinheit 3 führt eine D/A-Wandlung an dem Impulssignal aus, so dass eine AC-Spannung erzeugt wird. Die Sendeschaltung 4 stimmt die Amplitude und dergleichen der AC-Spannung ab. Die AC-Spannung wird anschließend an das Mikrofon 1 gelegt, und die Ultraschallwelle, die eine Messwelle ist, wird ausgesendet.Operations of the object detection device are described below. When the object detection device is started, the signal generation unit starts 2 to generate the pulse signal. The D / A conversion unit 3 performs D / A conversion on the pulse signal so that an AC voltage is generated. The transmission circuit 4th adjusts the amplitude and the like of the AC voltage. The AC voltage is then applied to the microphone 1 and the ultrasonic wave, which is a measurement wave, is emitted.

Ferner, wenn das Mikrofon 1 eine Ultraschallwelle von außerhalb des Fahrzeugs empfängt, wird eine Spannung auf der Grundlage des Schalldrucks der empfangenen Ultraschallwelle über den Elektroden des piezoelektrischen Elements erzeugt, das in dem Mikrofon 1 vorgesehen ist. Die Spannung wird an die Empfangsschaltung 5 gegeben und erfährt eine Verarbeitung, wie beispielsweise ein Festklemmen. Der Verstärker 6 verstärkt anschließend die Spannung und gibt die verstärkte Spannung an die A/D-Wandlungseinheit 7. Die A/D-Wandlungseinheit 7 führt eine AD-Wandlung an der eingegebenen Spannung aus. Das Signal, das hierdurch erzeugt wird, wird an die Verarbeitungseinheit 8 gegeben.Furthermore, if the microphone 1 receives an ultrasonic wave from outside the vehicle, a voltage based on the sound pressure of the received ultrasonic wave is generated across the electrodes of the piezoelectric element included in the microphone 1 is provided. The voltage is sent to the receiving circuit 5 given and undergoes processing such as clamping. The amplifier 6th then amplifies the voltage and outputs the amplified voltage to the A / D conversion unit 7. The A / D conversion unit 7 performs AD conversion on the input voltage. The signal that is generated by this is sent to the processing unit 8th given.

Die Verarbeitungseinheit 8 bestimmt, ob oder nicht die Ultraschallwelle, die von dem Mikrofon 1 empfangen wird, eine reflektierte Welle der Messwelle ist, auf der Grundlage des eingegebenen Signals. Wenn bestimmt wird, dass die Ultraschallwelle, die von dem Mikrofon 1 empfangen wird, eine reflektierte Welle der Messwelle ist, berechnet die Verarbeitungseinheit 8 den Abstand zu dem Objekt, das die Messwelle reflektiert hat.The processing unit 8th determines whether or not the ultrasonic wave coming from the microphone 1 is received is a reflected wave of the measurement wave based on the inputted signal. When it is determined that the ultrasonic wave emitted by the microphone 1 is received is a reflected wave of the measurement wave, the processing unit calculates 8th the distance to the object that reflected the measurement wave.

Insbesondere wird das Ausgangssignal von der A/D-Wandlungseinheit 7 nacheinander durch den Multiplizierer 16 und das TPF 17 verarbeitet. Das Signal wird anschießend an die Amplitudenberechnungseinheit 10 und die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben. Ferner wird das Ausgangssignal von der A/D-Wandlungseinheit 7 ebenso nacheinander durch den Multiplizierer 18 und das TPF 19 verarbeitet. Das Signal wird anschließend an die Amplitudenberechnungseinheit 10 und die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben.Specifically, the output signal from the A / D conversion unit 7 is successively passed through the multiplier 16 and the TPF 17th processed. The signal is then sent to the amplitude calculation unit 10 and the frequency calculation unit 11 given. Further, the output signal from the A / D converting unit 7 is also successively passed through the multiplier 18th and the TPF 19th processed. The signal is then sent to the amplitude calculation unit 10 and the frequency calculation unit 11 given.

Hierin kennzeichnen I und Q die Ausgangssignale des TPF 17 bzw. des TPF 19. Die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet die Amplitude Ar der Empfangswelle unter Verwendung von Ar = Ar = (I2 + Q2)1/2. Ferner berechnet die Frequenzberechnungseinheit 11 die Frequenz der Empfangswelle fr unter Verwendung von P = atan(Q/I) und fr = 1/(2π) × dP/dt + fp. Ferner bestimmt die Amplitudenbestimmungseinheit 15, ob oder nicht die Amplitude der Empfangswelle zunimmt, auf der Grundlage der Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird.Here I and Q identify the output signals of the LPF 17th or the TPF 19th . The amplitude calculation unit 10 calculates the amplitude Ar of the reception wave using Ar = Ar = (I 2 + Q 2 ) 1/2 . The frequency calculation unit also calculates 11 the frequency of the reception wave fr using P = atan (Q / I) and fr = 1 / (2π) × dP / dt + fp. The amplitude determination unit also determines 15th whether or not the amplitude of the reception wave increases based on the amplitude Ar obtained by the amplitude calculating unit 10 is calculated.

Unmittelbar nach dem Starten der Objekterfassungsvorrichtung, sowie in Fällen, wie beispielsweise dann, wenn der Abstand zu einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs groß ist, weist die Amplitude Ar einen geringen Wert auf und ist im Wesentlichen fest. Folglich bestimmt die Amplitudenbestimmungseinheit 15, dass die Amplitude der Empfangswelle nicht zunimmt. Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 sendet den Umschaltbefehl zur Verringerung der Verstärkung der Filtereinheit 9 an die Umschalteinheit 14.Immediately after starting the object detection device, as well as in cases such as when the distance to an object outside the vehicle is large, the amplitude Ar has a small value and is substantially fixed. As a result, the amplitude determination unit determines 15th that the amplitude of the received wave does not increase. The amplitude determination unit 15th sends the toggle command to reduce the gain of the filter unit 9 to the switching unit 14th .

Anschließend stellt die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften des TPF 17 und des TPF 19, die in der Filtereinheit 9 vorgesehen sind, auf die U-Form ein, wie durch die gestrichelte Linie in der 4 gezeigt. Die Amplitudenberechnungseinheit 10 und die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnen die Amplitude Ar und die Frequenz fr der Empfangswelle auf der Grundlage der Ausgangssignale des TPF 17 und des TPF 19.Then the switchover unit 14th the reinforcement properties of the TPF 17th and the TPF 19th that are in the filter unit 9 are provided on the U-shape as indicated by the dashed line in the 4th shown. The amplitude calculation unit 10 and the frequency calculation unit 11 calculate the amplitude Ar and the frequency fr of the received wave based on the output signals of the LPF 17th and the TPF 19th .

Indessen, wenn ein Objekt in geringem Abstand vorhanden ist, das Mikrofon 1 die Ultraschallwelle empfängt, die durch das Objekt reflektiert wird, und die Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, über die Zeit zunimmt, bestimmt die Amplitudenbestimmungseinheit 15, dass die Amplitude der Empfangswelle zunimmt. Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 sendet anschließend den Umschaltbefehl zur Erhöhung der Verstärkung der Filtereinheit 9 an die Umschalteinheit 14.Meanwhile, when there is an object at close range, the microphone 1 receives the ultrasonic wave reflected by the object and the amplitude Ar obtained by the amplitude calculating unit 10 is calculated, increases over time, the amplitude determining unit determines 15th that the amplitude of the received wave increases. The amplitude determination unit 15th then sends the switchover command to increase the gain of the filter unit 9 to the switching unit 14th .

Anschließend stellt die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften des TPF 17 und des TPF 19, die in der Filtereinheit 9 vorgesehen sind, auf die M-Form ein, wie durch die durchgezogene Linie in der 4 gezeigt. Die Amplitude der reflektierten Welle ist gering, wenn die reflektierte Welle der Messwelle das Mikrofon 1 zu erreichen beginnt. Folglich ist es schwierig, die Frequenz zu erfassen, ohne dass die Filtereinheit 9 das Signal verstärkt. Dadurch, dass das Signal durch die M-förmigen Verstärkungseigenschaften verstärkt wird, wird eine Erfassung der Frequenz erleichtert. Then the switchover unit 14th the reinforcement properties of the TPF 17th and the TPF 19th that are in the filter unit 9 are provided on the M-shape as shown by the solid line in the 4th shown. The amplitude of the reflected wave is small when the reflected wave of the measurement wave hits the microphone 1 begins to achieve. As a result, it is difficult to detect the frequency without the filter unit 9 amplifies the signal. The fact that the signal is amplified by the M-shaped amplification properties makes it easier to detect the frequency.

Die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnet die Frequenz fr der Empfangswelle auf der Grundlage der verstärkten I- und Q-Komponenten. Die Frequenzbestimmungseinheit 12 vergleicht anschließend die Frequenz fr, die durch die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnet wird, und die Frequenz fp.The frequency calculation unit 11 calculates the frequency of the received wave based on the amplified I and Q components. The frequency determination unit 12th compares then the frequency fr, which is determined by the frequency calculation unit 11 is calculated, and the frequency fp.

Wenn bestimmt wird, dass sich die Frequenz fr und die Frequenz fp auf eine ähnliche Weise ändern, bestimmt die Frequenzbestimmungseinheit 12, dass die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist. Wenn die Frequenzbestimmungseinheit 12 bestimmt, dass die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, berechnet die Abstandsberechnungseinheit 13 den Abstand zu dem Objekt, das die Messwelle reflektiert hat, auf der Grundlage der Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem das Mikrofon 1 die Messwelle sendet, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die reflektierte Welle der Messwelle empfangen wird.When it is determined that the frequency fr and the frequency fp change in a similar manner, the frequency determination unit determines 12th that the received wave is the reflected wave of the measurement wave. When the frequency determination unit 12th determines that the reception wave is the reflected wave of the measurement wave, the distance calculation unit calculates 13th the distance to the object that reflected the measurement wave, based on the length of time from when the microphone was released 1 the measuring wave transmits until the point in time at which the reflected wave of the measuring wave is received.

Wie vorstehend beschrieben, weist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, während einer Zunahme in der Amplitude Ar, d.h. unmittelbar nachdem die reflektierte Welle das Mikrofon 1 erreicht hat und die Amplitude der reflektierten Welle gering ist, die Filtereinheit 9 Verstärkungseigenschaften auf, die invers zunehmen oder abnehmen bezüglich der Resonanzeigenschaften des Mikrofons 1. Das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 wird somit verstärkt.As described above, according to the present embodiment, during an increase in amplitude Ar, that is, immediately after the reflected wave, the microphone has 1 reached and the amplitude of the reflected wave is low, the filter unit 9 Gain properties that increase or decrease inversely with respect to the resonance properties of the microphone 1 . The output signal of the A / D conversion unit 7 is thus amplified.

5 zeigt ein Diagramm eines Bereichs, über den Änderungen in der Frequenz erfasst werden können, wenn das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben wird, ohne durch das TPF 17 und das TPF 19 verstärkt zu werden. 6 zeigt ein Diagramm des Bereichs, über den Änderungen in der Frequenz erfasst werden können, wenn das Signal, das an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben wird, durch das TPF 17 und das TPF 19 verstärkt wird, die die Verstärkungseigenschaften aufweisen, die durch die durchgezogene Linie in der 4 gezeigt sind. 5 Fig. 13 is a diagram of a range over which changes in frequency can be detected when the output signal of the A / D conversion unit 7 is sent to the frequency calculation unit 11 is given without going through the TPF 17th and the TPF 19th to be reinforced. 6th Figure 12 shows a diagram of the range over which changes in frequency can be detected when the signal sent to the frequency calculation unit 11 is given by the TPF 17th and the TPF 19th which have the reinforcement properties indicated by the solid line in FIG 4th are shown.

In den 5 und 6 zeigen durchgezogene Linien die Frequenz der Empfangswelle, die durch die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnet wird.In the 5 and 6th solid lines show the frequency of the reception wave generated by the frequency calculation unit 11 is calculated.

Gestrichelte Linien zeigen die Amplitude des Signals, das an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben wird. Wie in den 5 und 6 gezeigt, nimmt der Bereich, über den Änderungen in der Frequenz erfasst werden können, infolge der Verstärkung des Signals zu, das an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegeben wird.Dashed lines show the amplitude of the signal that is sent to the frequency calculation unit 11 is given. As in the 5 and 6th As shown, the range over which changes in frequency can be detected increases due to the amplification of the signal sent to the frequency calculation unit 11 is given.

Die 5 und 6 zeigen einen Fall, in dem die Frequenz fp von f3 zu f1 geändert wird, wie durch einen durchgezogenen Pfeil in der 3 gezeigt. Der Bereich, über den die Änderungen in der Frequenz erfasst werden können, nimmt jedoch in gleicher Weise zu, wenn die Frequenz fp von f1 zu f3 geändert wird, wie durch einen gestrichelten Pfeil in der 3 gezeigt.the 5 and 6th show a case where the frequency fp is changed from f3 to f1 as indicated by a solid arrow in FIG 3 shown. However, the range over which the changes in frequency can be detected increases in the same manner as the frequency fp is changed from f1 to f3, as indicated by a dashed arrow in FIG 3 shown.

Wie vorstehend beschrieben, wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Mikrofon 1 die reflektierte Welle eines Abschnitts der Messwelle empfängt, deren Frequenz von der Resonanzfrequenz des Mikrofons 1 entfernt ist und deren Amplitude gering ist, das von der Empfangseinheit auf der Grundlage der Empfangswelle ausgegebene Signal durch die Filtereinheit 9 verstärkt.As described above, according to the present embodiment, when the microphone 1 receives the reflected wave of a section of the measurement wave, the frequency of which differs from the resonance frequency of the microphone 1 is removed and the amplitude of which is small, the signal outputted from the receiving unit on the basis of the receiving wave through the filter unit 9 reinforced.

Folglich wird eine Berechnung der Frequenz der Empfangswelle erleichtert, auch wenn die Amplitude der Empfangswelle gering ist. Die Zeitspanne, über die die Änderungen in der Frequenz erfasst werden können, nimmt zu. Frequenzeigenschaften können einfacher erfasst werden. Ferner wird die Differenz in der Amplitude, die durch die Frequenz hervorgerufen wird, verringert. Folglich können die Änderungen in der Frequenz genauer erfasst werden.As a result, calculation of the frequency of the reception wave is facilitated even when the amplitude of the reception wave is small. The amount of time over which the changes in frequency can be detected increases. Frequency characteristics can be recorded more easily. Furthermore, the difference in amplitude caused by the frequency is reduced. As a result, the changes in frequency can be detected more accurately.

Ferner sind, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Umschalteinheit 14 und die Amplitudenbestimmungseinheit 15 vorgesehen. Die Verstärkungskorrektur, die durch die Filtereinheit 9 ausgeführt wird, wird nur während einer Zunahme in der Amplitude der Empfangswelle angewandt. Folglich kann die Verzögerung in der Konvergenz der Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, verringert werden. Ferner kann die Amplitude Ar erhöht werden, während eine Verstärkung von Rauschen, das durch die Verstärkungskorrektur hervorgerufen wird, verringert werden kann. Eine Erfassung über eine große Entfernung wird möglich.Further, according to the present embodiment, the switching unit 14th and the amplitude determination unit 15th intended. The gain correction made by the filter unit 9 is applied only during an increase in the amplitude of the reception wave. Consequently, the delay in the convergence of the amplitude Ar determined by the amplitude calculating unit 10 is calculated, be reduced. Further, the amplitude Ar can be increased while amplification of noise caused by the gain correction can be reduced. A detection over a large distance becomes possible.

Ferner kann die Filtereinheit 9 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einfach konfiguriert werden, indem lediglich das Umschalten des Q-Faktors der TPFs ermöglicht wird, die bereits vorhanden sind und für eine Quadraturdemodulation verwendet werden. Folglich können die Kosten zur Bereitstellung der Filtereinheit 9 verringert werden.Furthermore, the filter unit 9 can be easily configured according to the present embodiment by only allowing switching of the Q factor of the LPFs that are already present and used for quadrature demodulation. As a result, the cost of providing the filter unit 9 be reduced.

(Zweite Ausführungsform)(Second embodiment)

Nachstehend ist eine zweite Ausführungsform beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Konfiguration der Filtereinheit 9 von derjenigen der ersten Ausführungsform modifiziert. Die weiteren Konfigurationen sind gleich denjenigen der ersten Ausführungsform. Folglich sind nur Abschnitte, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben.A second embodiment is described below. According to the present embodiment, the configuration of the filter unit is 9 modified from that of the first embodiment. The other configurations are the same as those of the first embodiment. Hence, only portions different from those of the first embodiment will be described.

Wie in 7 gezeigt, ist die Filtereinheit 9 der vorliegenden Ausführungsform zwischen der A/D-Wandlungseinheit 7 und dem Multiplizierer 16 und dem Multiplizierer 18 angeordnet. Das von der A/D-Wandlungseinheit 7 ausgegebene Signal wird an den Multiplizierer 16 und den Multiplizierer 18 gegeben, nachdem es durch die Filtereinheit 9 verarbeitet wurde.As in 7th shown is the filter unit 9 of the present embodiment between the A / D conversion unit 7 and the multiplier 16 and the multiplier 18th arranged. The signal output from the A / D conversion unit 7 is sent to the multiplier 16 and the multiplier 18th given after it through the filter unit 9 has been processed.

Ferner wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Konfiguration der Filtereinheit 9 durch ein Signal von der Umschalteinheit 14 geändert. Insbesondere gibt, wenn die Amplitudenbestimmungseinheit 15 den Umschaltbefehl zur Erhöhung der Verstärkung der Filtereinheit 9 an die Umschalteinheit 14 sendet, die Umschalteinheit 14 ein Signal derart aus, dass die Filtereinheit 9 gemäß 8 konfiguriert ist. D.h., durch das Signal von der Umschalteinheit 14 wird die Filtereinheit 9 konfiguriert, um ein Bandpassfilter (BPF) 20, ein Notch-Filter 21 und einen Verstärker 22 aufzuweisen. Das BPF 20 läßt Signale nahe einer Mittenfrequenz passieren und blockiert andere Signale. Das Notch-Filter 21 verringert die Amplitude von Signalen nahe einer Mittenfrequenz.Further, according to the present embodiment, the configuration of the filter unit becomes 9 by a signal from the switching unit 14th changed. In particular, there is when the amplitude determination unit 15th the toggle command to increase the gain of the filter unit 9 to the switching unit 14th sends, the switching unit 14th a signal such that the filter unit 9 according to 8th is configured. That is, by the signal from the switching unit 14th becomes the filter unit 9 configured to use a band pass filter (BPF) 20th , a notch filter 21 and an amplifier 22nd to have. The BPF 20th allows signals close to a center frequency to pass and blocks other signals. The notch filter 21 decreases the amplitude of signals near a center frequency.

Die Mittenfrequenzen des BPF 20 und des Notch-Filters 21 sind eingestellt, um zueinander gleich zu sein. Hierin sind die Mittenfrequenzen des BPF 20 und des Notch-Filters 21 gleich f0. Ferner ist der Frequenzbereich, über den das Notch-Filter 21 die Amplitude verringert, eingestellt, um schmaler als der Frequenzbereich zu sein, über den das BPF 20 die Amplitude verringert. Darüber hinaus überlappen sich die Verstärkungseigenschaften des BPF 20 und des Notch-Filters 21. Dies führt dazu, dass die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 M-förmig sind, in einer Weise gleich derjenigen der ersten Ausführungsform. Das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 wird nacheinander durch das BPF 20 und das Notch-Filter 21 verarbeitet. Der Verstärker 22 verstärkt anschließend das Signal und gibt das verstärkte Signal an den Multiplizierer 16 und den Multiplizierer 18.The center frequencies of the BPF 20th and the notch filter 21 are set to be equal to each other. Here are the center frequencies of the BPF 20th and the notch filter 21 equal to f0. Furthermore, the frequency range over which the notch filter is used 21 the amplitude decreases, set to be narrower than the frequency range over which the BPF 20th the amplitude decreased. In addition, the reinforcement properties of the BPF overlap 20th and the notch filter 21 . This leads to the reinforcement properties of the filter unit 9 Are M-shaped in a manner similar to that of the first embodiment. The output of the A / D conversion unit 7 is sequentially through the BPF 20th and the notch filter 21 processed. The amplifier 22nd then amplifies the signal and passes the amplified signal to the multiplier 16 and the multiplier 18th .

Indessen, wenn die Amplitudenbestimmungseinheit 15 den Umschaltbefehl an die Umschalteinheit 14 sendet, um die Verstärkung der Filtereinheit 9 zu verringern, gibt die Umschalteinheit 14 ein Signal aus, derart, dass die Filtereinheit 9 wie in 9 gezeigt konfiguriert wird. D.h., durch das Signal von der Umschalteinheit 14 wird die Filtereinheit 9 konfiguriert, um das BPF 20 aufzuweisen, ohne das Notch-Filter 21 und den Verstärker 22 aufzuweisen. Dies führt dazu, dass das Ausgangssignal von der A/D-Wandlungseinheit 7 durch das BPF 20 verarbeitet wird. Das Signal wird anschließend an den Multiplizierer 16 und den Multiplizierer 18 gegeben, ohne das Notch-Filter 21 und den Verstärker 22 zu durchlaufen.Meanwhile, when the amplitude determination unit 15th the switchover command to the switchover unit 14th sends to the amplification of the filter unit 9 to reduce, there is the switching unit 14th a signal from such that the filter unit 9 as in 9 is configured. That is, by the signal from the switching unit 14th becomes the filter unit 9 configured to use the BPF 20th without the notch filter 21 and the amplifier 22nd to have. As a result, the output signal from the A / D conversion unit 7 through the BPF 20th is processed. The signal is then sent to the multiplier 16 and the multiplier 18th given without the notch filter 21 and the amplifier 22nd to go through.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die auf die vorstehend beschriebene Weise konfiguriert ist, wird, ebenso, das an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegebene Signal verstärkt, wenn die Amplitude der Empfangswelle zunimmt. Änderungen in der Frequenz können somit einfacher erfasst werden.According to the present embodiment configured in the manner described above, that is also sent to the frequency calculation unit 11 given signal is amplified when the amplitude of the received wave increases. Changes in the frequency can thus be recorded more easily.

(Dritte Ausführungsform)(Third embodiment)

Nachstehend ist eine dritte Ausführungsform beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Konfiguration der Filtereinheit 9 von derjenigen der zweiten Ausführungsform modifiziert. Die weiteren Konfigurationen sind gleich denjenigen der zweiten Ausführungsform. Folglich sind nur Abschnitte, die sich von denjenigen der zweiten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben.A third embodiment will now be described. According to the present embodiment, the configuration of the filter unit is 9 modified from that of the second embodiment. The other configurations are the same as those of the second embodiment. Hence, only portions different from those of the second embodiment will be described.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gibt, wenn die Amplitudenbestimmungseinheit 15 den Umschaltbefehl zur Erhöhung der Verstärkung der Filtereinheit 9 an die Umschalteinheit 14 sendet, die Umschalteinheit 14 ein Signal aus, derart, dass die Filtereinheit 9 gemäß 10 konfiguriert wird. D.h., durch das Signal von der Umschalteinheit 14 wird die Filtereinheit 9 konfiguriert, um ein BPF 23, ein BPF 24 und eine Mittelwertberechnungseinheit 25 aufzuweisen.According to the present embodiment, if the amplitude determination unit 15th the toggle command to increase the gain of the filter unit 9 to the switching unit 14th sends, the switching unit 14th a signal from such that the filter unit 9 according to 10 configured. That is, by the signal from the switching unit 14th becomes the filter unit 9 configured to be a BPF 23 , a BPF 24 and an average calculation unit 25th to have.

Das BPF 23 und das BPF 24 verarbeiten das Ausgangssignal von der A/D-Wandlungseinheit 7 individuell. Das BPF 23 und das BPF 24 weisen verschiedene Mittenfrequenzen auf. Die Mittenfrequenz des BPF 23 ist geringer als f0. Die Mittenfrequenz der BPF 24 ist größer als f0. Ferner ist die Differenz zwischen der Mittenfrequenz des BPF 23 und f0 gleich der Differenz zwischen der Mittenfrequenz der BPF 24 und f0. Die jeweiligen Verstärkungseigenschaften des BPF 23 und des BPF 24 sind bestimmt, um symmetrisch zueinander zu sein.The BPF 23 and the BPF 24 process the output signal from the A / D conversion unit 7 individually. The BPF 23 and the BPF 24 have different center frequencies. The center frequency of the BPF 23 is less than f0. The center frequency of the BPF 24 is greater than f0. It is also the difference between the center frequency of the BPF 23 and f0 equal to the difference between the center frequency of the BPF 24 and f0. The respective reinforcement properties of the BPF 23 and the BPF 24 are designed to be symmetrical to each other.

Die Mittelwertberechnungseinheit 25 berechnet den Mittelwert des Ausgangssignals des BPF 23 und des Ausgangssignals des BPF 24. Die Mittelwertberechnungseinheit 25 gibt anschließend ein Signal auf der Grundlage des Mittelwerts aus.The mean value calculation unit 25th calculates the mean value of the output signal of the BPF 23 and the output of the BPF 24 . The mean value calculation unit 25th then outputs a signal based on the mean value.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bilden, infolge einer Konfiguration, wie beispielsweise der obigen, die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 die M-Form, bei der die Frequenz f0 in der Mitte liegt.According to the present embodiment, due to a configuration such as the above, the reinforcement properties constitute the filter unit 9 the M-shape with the frequency f0 in the middle.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die gemäß obiger Beschreibung konfiguriert ist, wird, ebenso, das an die Frequenzberechnungseinheit 11 gegebene Signal verstärkt, wenn die Amplitude der Empfangswelle zunimmt. Änderungen in der Frequenz können somit einfacher erfasst werden.According to the present embodiment configured as described above, that is also sent to the frequency calculation unit 11 given signal is amplified when the amplitude of the received wave increases. Changes in the frequency can thus be recorded more easily.

(Vierte Ausführungsform)(Fourth embodiment)

Nachstehend ist eine vierte Ausführungsform beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Verfahren zum Umschalten der Eigenschaften der Filtereinheit 9 von demjenigen der ersten Ausführungsform modifiziert. Die weiteren Konfigurationen sind gleich denjenigen der ersten Ausführungsform. Folglich sind nur Abschnitte, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben.A fourth embodiment will now be described. According to the present embodiment, the method is for switching the characteristics of the filter unit 9 modified from that of the first embodiment. The other configurations are the same as those of the first embodiment. Hence, only portions different from those of the first embodiment will be described.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird die Amplitude Ar der Empfangswelle, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, in Echtzeit überwacht. Der Umschaltbefehl wird an die Umschalteinheit 14 während einer Zunahme in der Amplitude Ar gesendet, und die Eigenschaften der Filtereinheit 9 werden umgeschaltet. Ferner wird die Frequenz überwacht und eine Bestimmung bezüglich der Chirp-Signale ausgeführt.According to the first embodiment, the amplitude Ar of the reception wave determined by the amplitude calculation unit 10 is calculated, monitored in real time. The switchover command is sent to the switchover unit 14th sent during an increase in amplitude Ar, and the characteristics of the filter unit 9 are switched. Furthermore, the frequency is monitored and a determination is made regarding the chirp signals.

Ungleich der vorstehenden Beschreibung wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, zunächst, das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 gespeichert. Ferner wird die Amplitude der Empfangswelle berechnet und der Zeitpunkt, an dem die Amplitude zunimmt, gespeichert. Die Frequenz der Empfangswelle wird auf der Grundlage des gespeicherten Ausgangssignals der A/D-Wandlungseinheit 7 berechnet, während die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 auf der Grundlage des gespeicherten Zeitpunkts, an dem die Amplitude zunimmt, umgeschaltet werden.Unlike the above description, according to the present embodiment, first, the output signal of the A / D conversion unit 7 is stored. Furthermore, the amplitude of the received wave is calculated and the point in time at which the amplitude increases is stored. The frequency of the reception wave is calculated on the basis of the stored output signal of the A / D conversion unit 7, while the gain characteristics of the filter unit 9 can be switched based on the stored time at which the amplitude increases.

Insbesondere weist, wie in 11 gezeigt, die Verarbeitungseinheit 8, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, einen Zwischenspeicher 26 auf. Der Zwischenspeicher 26 speichert das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7. Das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 wird an den Zwischenspeicher 26 sowie den Multiplizierer 16 und den Multiplizierer 18 gegeben.In particular, as in 11 shown the processing unit 8th , according to the present embodiment, a buffer 26th on. The cache 26th stores the output signal of the A / D conversion unit 7. The output signal of the A / D conversion unit 7 is sent to the buffer 26th as well as the multiplier 16 and the multiplier 18th given.

Ferner weist die Verarbeitungseinheit 8 einen Multiplizierer 27, ein TPF 28, einen Multiplizierer 29 und ein TPF 30 auf. Die Filtereinheit 9 ist durch den Multiplizierer 27, das TPF 28, den Multiplizierer 29 und das TPF 30 konfiguriert. Der Multiplizierer 27, das TPF 28, der Multiplizierer 29 und das TPF 30 sind gleich dem Multiplizierer 16, dem TPF 17, dem Multiplizierer 18 und dem TPF 19 der ersten Ausführungsform aufgebaut. Das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7, das in dem Zwischenspeicher 26 gespeichert wird, wird an den Multiplizierer 27 und den Multiplizierer 29 gegeben.Furthermore, the processing unit 8th a multiplier 27 , a TPF 28 , a multiplier 29 and a TPF 30th on. The filter unit 9 is through the multiplier 27 , the TPF 28 , the multiplier 29 and the TPF 30th configured. The multiplier 27 , the TPF 28 , the multiplier 29 and the TPF 30th are equal to the multiplier 16 , the TPF 17th , the multiplier 18th and the TPF 19th of the first embodiment. The output signal of the A / D conversion unit 7, which is in the buffer 26th is stored is sent to the multiplier 27 and the multiplier 29 given.

Ferner schaltet die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften des TPF 28 und des TPF 30 auf der Grundlage eines Signals von der Amplitudenbestimmungseinheit 15 um. Die Frequenzberechnungseinheit 11 berechnet die Frequenz fr der Empfangswelle in einer Weise gleich derjenigen der ersten Ausführungsform auf der Grundlage der Ausgangssignale des TPF 28 und des TPF 30.The switchover unit also switches 14th the reinforcement properties of the TPF 28 and the TPF 30th based on a signal from the amplitude determination unit 15th around. The frequency calculation unit 11 calculates the frequency fr of the reception wave in a manner similar to that of the first embodiment based on the output signals of the LPF 28 and the TPF 30th .

Hierin werden, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Verstärkungseigenschaften des TPF 17 und des TPF 19 auf die U-Form festgelegt. Die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet die Amplitude Ar auf der Grundlage der Ausgangssignale des TPF 17 und des TPF 19, die festen Verstärkungseigenschaften aufweisen. Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 bestimmt, ob oder nicht die Amplitude der Empfangswelle zunimmt, auf der Grundlage des Ausgangssignals der Amplitudenberechnungseinheit 10. Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 speichert anschließend das Bestimmungsergebnis.Herein, according to the present embodiment, the reinforcement properties of the TPF 17th and the TPF 19th set to the U-shape. The amplitude calculation unit 10 calculates the amplitude Ar based on the output signals of the LPF 17th and the TPF 19th that have solid reinforcement properties. The amplitude determination unit 15th determines whether or not the amplitude of the reception wave is increasing based on the output of the amplitude calculating unit 10 . The amplitude determination unit 15th then saves the determination result.

Die Amplitudenbestimmungseinheit 15 speichert beispielsweise das Bestimmungsergebnis, so wie es in der 12 gezeigt ist. D.h., wenn die reflektierte Welle das Mikrofon 1 am Zeitpunkt t1 erreicht und die Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, bis zum Zeitpunkt t2 fortdauernd zunimmt, speichert die Amplitudenbestimmungseinheit 15 den Zeitpunkt t1 und den Zeitpunkt t2 als einen Zeitpunkt, an dem die Amplitude Ar zuzunehmen beginnt, bzw. als einen Zeitpunkt, an dem die Zunahme der Amplitude Ar endet.The amplitude determination unit 15th stores, for example, the determination result as it is in the 12th is shown. Ie when the reflected wave hits the microphone 1 reached at time t1 and the amplitude Ar determined by the amplitude calculation unit 10 is calculated until the time t2 continues to increase, the amplitude determination unit stores 15th the point in time t1 and the point in time t2 as a point in time at which the amplitude Ar begins to increase and as a point in time at which the increase in the amplitude Ar ends, respectively.

In gleicher Weise speichert, wenn die nächste reflektierte Welle das Mikrofon 1 am Zeitpunkt t3 erreicht und die Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, bis zum Zeitpunkt t4 fortdauernd zunimmt, die Amplitudenbestimmungseinheit 15 den Zeitpunkt t3 und den Zeitpunkt t4 als den Zeitpunkt, an dem die Amplitude Ar zuzunehmen beginnt, und den Zeitpunkt, an dem die Zunahme der Amplitude Ar endet.In the same way, the microphone saves when the next reflected wave is received 1 reached at time t3 and the amplitude Ar determined by the amplitude calculation unit 10 is calculated until the time t4 continues to increase, the amplitude determination unit 15th the time t3 and the time t4 as the time when the amplitude Ar starts to increase and the time when the increase in the amplitude Ar ends.

Ferner speichert, in gleicher Weise, wenn die nächste reflektierte Welle das Mikrofon 1 am Zeitpunkt t5 erreicht und die Amplitude Ar, die durch die Amplitudenberechnungseinheit 10 berechnet wird, bis zum Zeitpunkt t6 fortdauernd zunimmt, die Amplitudenbestimmungseinheit 15 den Zeitpunkt t5 und den Zeitpunkt t6 als den Zeitpunkt, an dem die Amplitude Ar zuzunehmen beginnt, und den Zeitpunkt, an dem die Zunahme der Amplitude Ar endet.It also stores, in the same way, when the next reflected wave the microphone 1 reached at time t5 and the amplitude Ar determined by the amplitude calculation unit 10 is calculated until the time t6 continues to increase, the amplitude determination unit 15th the time t5 and the time t6 as the time when the amplitude Ar starts to increase and the time when the increase in the amplitude Ar ends.

Nachdem ein Ablauf, wie beispielsweise derjenige, der vorstehend beschrieben ist, über eine vorbestimmte Zeitspanne ausgeführt wurde, berechnet die Verarbeitungseinheit 8 die Frequenz fr. Insbesondere berechnet die Frequenzberechnungseinheit 11 die Frequenz fr auf der Grundlage eines Signals, das dadurch erzeugt wird, dass die Filtereinheit 9 den Filterprozess an dem im Zwischenspeicher 26 gespeicherten Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 ausführt. Zu dieser Zeit schaltet die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften des TPF 28 und des TPF 30 auf der Grundlage des Start- und Endzeitpunkts der Zunahme in der Amplitude Ar um, die in der Amplitudenbestimmungseinheit 15 gespeichert sind.After a process such as that described above has been executed for a predetermined period of time, the processing unit calculates 8th the frequency fr. In particular, the frequency calculation unit calculates 11 the frequency fr based on a signal generated by the filter unit 9 the filter process on the one in the buffer 26th stored output signal of the A / D conversion unit 7 executes. At this time, the switching unit switches 14th the reinforcement properties of the TPF 28 and the TPF 30th on the basis of the start and end times of the increase in the amplitude Ar um given in the amplitude determination unit 15th are stored.

D.h., wie in 12 gezeigt, werden die Verstärkungseigenschaften des TPF 28 und des TPF 30 bis zum Zeitpunkt t1 in einen normalen Zustand versetzt, d.h. die U-Form, die durch die gestrichelte Linie in der 4 gezeigt ist. Hier ist die Verstärkung gering. Anschließend, am Zeitpunkt t1, werden die Verstärkungseigenschaften des TPF 28 und des TPF 30 in die M-Form umgeschaltet, die durch die durchgezogene Linie in der 4 gezeigt ist. Das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 wird verstärkt. Anschließend, am Zeitpunkt t2, setzt die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften des TPF 28 und des TPF 30 in den normalen Zustand zurück.Ie, as in 12th the reinforcement properties of the TPF are shown 28 and the TPF 30th up to time t1 in a normal state, ie the U-shape indicated by the dashed line in the 4th is shown. Here the gain is low. Then, at time t1, the reinforcement properties of the LPF 28 and the TPF 30th switched to the M-shape, which is indicated by the solid line in the 4th is shown. The output signal of the A / D conversion unit 7 is amplified. Then, at time t2, the switchover unit resets 14th the reinforcement properties of the TPF 28 and the TPF 30th return to normal.

In gleicher Weise erhöht die Umschalteinheit 14, am Zeitpunkt t3, die Verstärkung der Filtereinheit 9. Am Zeitpunkt t4 setzt die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften in den normalen Zustand zurück. Ferner erhöht die Umschalteinheit 14 die Verstärkung der Filtereinheit 9 am Zeitpunkt t5. Am Zeitpunkt t6 setzt die Umschalteinheit 14 die Verstärkungseigenschaften in den normalen Zustand zurück.The switching unit increases in the same way 14th , at time t3, the gain of the filter unit 9 . The switchover unit resets at time t4 14th the reinforcement properties return to the normal state. Furthermore, the switching unit increases 14th the reinforcement of the filter unit 9 at time t5. The switchover unit resets at time t6 14th the reinforcement properties return to the normal state.

Wie vorstehend beschrieben, werden, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Ausgangssignale der A/D-Wandlungseinheit 7 und der Start- und Endzeitpunkt der Zunahme in der Amplitude Ar über die vorbestimmte Zeitspanne gespeichert. Die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 werden umgeschaltet, und die Frequenz fr wird auf der Grundlage der gespeicherten Daten berechnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können, auch in dieser Form, ebenso Effekte gleich denjenigen der ersten Ausführungsform erzielt werden.As described above, according to the present embodiment, the output signals of the A / D conversion unit 7 and the start and end times of the increase in the amplitude Ar over the predetermined period of time are stored. The reinforcement properties of the filter unit 9 are switched and the frequency fr is calculated based on the stored data. According to the present embodiment, also in this form, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.

(Weitere Ausführungsformen)(Other embodiments)

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern auf verschiedene Weise innerhalb des Schutzumfangs gemäß den Ansprüchen modifizierbar.The present invention is not restricted to the embodiments described above, but can be modified in various ways within the scope of protection according to the claims.

Gemäß der vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform weist die Verarbeitungseinheit 8 beispielsweise die Umschalteinheit 14 auf. Die Eigenschaften der Filtereinheit 9 werden auf der Grundlage der Amplitude der Empfangswelle umgeschaltet. Die Verarbeitungseinheit 8 kann die Umschalteinheit 14 jedoch auch beispielsweise nicht aufweisen. Das Ausgangssignal der A/D-Wandlungseinheit 7 kann verarbeitet werden, ohne dass die Eigenschaften der Filtereinheit 9 umgeschaltet werden. Ferner kann die Verstärkung der Filtereinheit 9 nur während eines Abschnitts der Zeit, über die die Amplitude Ar der Empfangswelle zunimmt, erhöht werden.According to the first to fourth embodiments described above, the processing unit has 8th for example the switchover unit 14th on. The characteristics of the filter unit 9 are switched based on the amplitude of the reception wave. The processing unit 8th can the switching unit 14th but also do not have, for example. The output signal of the A / D conversion unit 7 can be processed without affecting the properties of the filter unit 9 be switched. Furthermore, the reinforcement of the filter unit 9 can only be increased during a portion of the time over which the amplitude Ar of the received wave is increasing.

Ferner, wenn die Amplitude At der Messwelle bei einer Frequenz verschieden von f0 den lokalen Höchstwert beschreibt, können die Frequenzen f1, f2 und f3 derart bestimmt werden, dass die Frequenz, bei der die Amplitude At den lokalen Höchstwert beschreibt, größer als f1 und kleiner als f3 ist.Furthermore, if the amplitude At of the measurement wave at a frequency different from f0 describes the local maximum value, the frequencies f1, f2 and f3 can be determined such that the frequency at which the amplitude At describes the local maximum value is greater than f1 and less than is f3.

Ferner wird, gemäß der vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform, der Q-Faktor derart bestimmt, dass die Kurve der Verstärkung der Filtereinheit 9 die M-Form bildet. Die Verstärkungseigenschaften der Filtereinheit 9 sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Verstärkungseigenschaften müssen lediglich die Frequenzeigenschaften des Mikrofons 1 kompensieren.Further, according to the first to fourth embodiments described above, the Q factor is determined such that the curve of the gain of the filter unit 9 forms the M shape. The reinforcement properties of the filter unit 9 however, they are not limited to this. The amplification properties only need the frequency properties of the microphone 1 compensate.

Wenn sich beispielsweise die Frequenz fp von f4 auf f5 ändert und At4 geringer als At5 ist, so wie es in der 13 gezeigt ist, muss die Verstärkung der Filtereinheit 9 lediglich derart bestimmt sein, dass G4 größer als G5 ist. At4 und At5 sind jeweils die Amplituden der Messwelle, wenn Impulssignale, deren jeweilige Frequenzen f4 und f5 sind, erzeugt werden. Ferner sind G4 und G5 jeweils die Verstärkungen bezüglich der Eingangssignale der Filtereinheit 9, deren jeweilige Frequenzen f4 und f5 sind. In diesem Fall entsprechen die Werte von f4 und f5 dem ersten Wert bzw. dem zweiten Wert.For example, when the frequency fp changes from f4 to f5 and At4 is less than At5, as in FIG 13th shown must be the reinforcement of the filter unit 9 only be determined such that G4 is greater than G5. At4 and At5 are the amplitudes of the measurement wave, respectively, when pulse signals whose respective frequencies are f4 and f5 are generated. Furthermore, G4 and G5 are each the gains with respect to the input signals of the filter unit 9 whose respective frequencies are f4 and f5. In this case, the values of f4 and f5 correspond to the first value and the second value, respectively.

Ferner können elektromagnetische Wellen und dergleichen ebenso als die Messwellen verwendet werden.Further, electromagnetic waves and the like can also be used as the measurement waves.

Vorstehend ist eine Objekterfassungsvorrichtung beschrieben.An object detection device is described above.

Eine Objekterfassungsvorrichtung weist einen Signalgenerator, einen Sender, einen Empfänger, eine Frequenzberechnungseinheit, eine Frequenzbestimmungseinheit und eine Abstandsberechnungseinheit auf. Die Objekterfassungsvorrichtung weist ein Filter auf, das einen Filterprozess an einem Signal ausführt, das von dem Empfänger auf der Grundlage einer Empfangswelle ausgegeben wird. Die Frequenzberechnungseinheit berechnet eine Frequenz einer Empfangswelle auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Filters. Der Signalgenerator ändert eine Frequenz eines erzeugten Impulssignals von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert. Eine Zunahme oder Abnahme in einer Verstärkung des Filters, wenn sich eine Frequenz eines an das Filter gegebenen Signals von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert, ist eine Inverse einer Zunahme oder Abnahme in einer Amplitude einer Messwelle, wenn sich die Frequenz eines von dem Signalgenerator an den Sender gegebenen Impulssignals von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert.An object detection device has a signal generator, a transmitter, a receiver, a frequency calculation unit, a frequency determination unit and a distance calculation unit. The object detection device has a filter that performs a filtering process on a signal output from the receiver based on a reception wave. The frequency calculation unit calculates a frequency of a reception wave based on an output signal of the filter. The signal generator changes a frequency of a generated pulse signal from a first value to a second value. An increase or decrease in a gain of the filter when a frequency of a signal given to the filter changes from the first value to the second value is an inverse of an increase or decrease in an amplitude of a measurement wave when the frequency of one of the Signal generator to the transmitter given pulse signal changes from the first value to the second value.

Claims (15)

Objekterfassungsvorrichtung mit: - einem Signalgenerator (2), der ein Impulssignal erzeugt, dessen Frequenz sich über die Zeit ändert; - einem Sender (1, 3, 4), an den das durch den Signalgenerator erzeugte Impulssignal gegeben wird und der eine Messwelle auf der Grundlage des Impulssignals aussendet; - einem Empfänger (1, 5, 6, 7), der eine reflektierte Welle der Messwelle empfängt; - einer Frequenzberechnungseinheit (11), die die Frequenz einer vom Empfänger empfangenen Empfangswelle berechnet; - einer Frequenzbestimmungseinheit (12), die bestimmt, ob oder nicht die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen Änderungen in der Frequenz, die durch die Frequenzberechnungseinheit berechnet wird, und Änderungen in der Frequenz des Impulssignals, das von dem Signalgenerator an den Sender gegeben wird; und - einer Abstandsberechnungseinheit (13), die einen Abstand zu einem Objekt, das die Messwelle reflektiert hat, auf der Grundlage einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, an dem der Sender die Messwelle aussendet, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Empfänger die reflektierte Welle der Messwelle empfängt, berechnet, wenn die Frequenzbestimmungseinheit bestimmt, dass die Empfangswelle die reflektierte Welle der Messwelle ist, wobei - die Objekterfassungsvorrichtung ferner ein Filter (9) aufweist, das einen Filterprozess an einem Signal ausführt, das von dem Empfänger auf der Grundlage der Empfangswelle ausgegeben wird; - die Frequenzberechnungseinheit die Frequenz der Empfangswelle auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Filters berechnet; - sich eine Verstärkung des Filters auf der Grundlage der Frequenz des eingegebenen Signals ändert; - der Signalgenerator die Frequenz des erzeugten Impulssignals von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert ändert; - sich eine Amplitude der Messwelle auf der Grundlage der Frequenz des Impulssignals ändert, das von dem Signalgenerator an den Sender gegeben wird; und - eine Zunahme oder Abnahme in der Verstärkung des Filters, wenn sich die Frequenz des an das Filter gegebenen Signals von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert, eine Inverse einer Zunahme oder Abnahme in der Amplitude der Messwelle ist, wenn sich die Frequenz des von dem Signalgenerater an den Sender gegebenen Impulssignals von dem ersten Wert zu dem zweiten Wert ändert.Object detection device with: - A signal generator (2) which generates a pulse signal, the frequency of which changes over time; - A transmitter (1, 3, 4) to which the pulse signal generated by the signal generator is given and which transmits a measurement wave based on the pulse signal; - A receiver (1, 5, 6, 7) which receives a reflected wave of the measurement wave; - A frequency calculation unit (11) which calculates the frequency of a received wave received by the receiver; - a frequency determination unit (12) that determines whether or not the reception wave is the reflected wave of the measurement wave based on a comparison between changes in the frequency calculated by the frequency calculation unit and changes in the frequency of the pulse signal sent from the signal generator is given to the transmitter; and - A distance calculation unit (13) that calculates a distance to an object that has reflected the measurement wave on the basis of a time period from the point in time at which the transmitter transmits the measurement wave to the point in time at which the receiver transmits the reflected wave Receives measurement wave, calculated when the frequency determination unit determines that the received wave is the reflected wave of the measurement wave, wherein - the object detection device further comprises a filter (9) that performs a filtering process on a signal output from the receiver on the basis of the reception wave; the frequency calculation unit calculates the frequency of the reception wave based on an output signal of the filter; a gain of the filter changes based on the frequency of the input signal; the signal generator changes the frequency of the generated pulse signal from a first value to a second value; an amplitude of the measurement wave changes based on the frequency of the pulse signal given from the signal generator to the transmitter; and an increase or decrease in the gain of the filter when the frequency of the signal given to the filter changes from the first value to the second value, is an inverse of an increase or decrease in the amplitude of the measurement wave when the frequency of the from changes the pulse signal given to the signal generator to the transmitter from the first value to the second value. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwelle eine Ultraschallwelle ist.Object detection device according to Claim 1 , characterized in that the measuring wave is an ultrasonic wave. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - drei verschiedene Frequenzen f1, f2 und f3 in aufsteigender Reihenfolge sind; - der Signalgenerator die Frequenz des erzeugten Impulssignals von der Frequenz f1 zu der Frequenz f3 oder von der Frequenz f3 zu der Frequenz f1 ändert; - Amplituden der Messwelle, wenn die Impulssignale, deren jeweiligen Frequenzen f1, f2 und f3 sind, an den Sender gegeben werden, At1, At2 und At3 sind, und der Sender Eigenschaften dahingehend aufweist, dass At1 geringer als At2 und At2 größer als At3 ist; und - die Verstärkung des Filters bezüglich der Eingangssignale, deren jeweilige Frequenzen f1, f2 und f3 sind, G1, G2 und G3 sind, und Verstärkungseigenschaften des Filters derart bestimmt sind, dass G1 größer als G2 und G2 geringer als G3 ist.Object detection device according to Claim 1 or 2 , characterized in that - three different frequencies f1, f2 and f3 are in ascending order; the signal generator changes the frequency of the generated pulse signal from frequency f1 to frequency f3 or from frequency f3 to frequency f1; - Amplitudes of the measurement wave when the pulse signals, the respective frequencies of which are f1, f2 and f3, are given to the transmitter, At1, At2 and At3, and the transmitter has properties such that At1 is less than At2 and At2 is greater than At3 ; and the gain of the filter with respect to the input signals whose respective frequencies are f1, f2 and f3 are G1, G2 and G3, and gain properties of the filter are determined such that G1 is greater than G2 and G2 is less than G3. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Resonanzfrequenz des Senders größer als die Frequenz f1 und kleiner als die Frequenz f3 ist.Object detection device according to Claim 3 , characterized in that a resonance frequency of the transmitter is greater than the frequency f1 and less than the frequency f3. Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter Verstärkungseigenschaften aufweist, die bezüglich einer vorbestimmten Frequenz auf einer Frequenzachse symmetrisch sind.Object detection device according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the filter has gain properties which are symmetrical with respect to a predetermined frequency on a frequency axis. Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Umschalter (14) aufweist, der die Verstärkungseigenschaften des Filters umschaltet.Object detection device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that it further comprises a switch (14) which switches the gain properties of the filter. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Amplitudenberechnungseinheit (10) aufweist, die die Amplitude der Empfangswelle berechnet, wobei der Umschalter die Verstärkungseigenschaften des Filters auf der Grundlage der durch die Amplitudenberechnungseinheit berechneten Amplitude umschaltet.Object detection device according to Claim 6 characterized in that it further comprises an amplitude calculating unit (10) that calculates the amplitude of the reception wave, wherein the changeover switch switches the gain characteristics of the filter on the basis of the amplitude calculated by the amplitude calculating unit. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter die Verstärkungseigenschaften des Filters derart umschaltet, dass das an die Frequenzberechnungseinheit gegebene Signal verstärkt wird, wenn die durch die Amplitudenberechnungseinheit berechnete Amplitude zunimmt.Object detection device according to Claim 7 , characterized in that the changeover switch switches the amplification properties of the filter in such a way that the signal given to the frequency calculation unit is amplified when the amplitude calculated by the amplitude calculation unit increases. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass - das Filter zwei Tiefpassfilter (17, 19, 28, 30) aufweist; - die Frequenzberechnungseinheit die Frequenz der Empfangswelle anhand einer Quadraturdemodulation unter Verwendung von zwei Komponenten berechnet, die dadurch erhalten werden, dass die zwei Tiefpassfilter das Ausgangssignal des Empfängers verarbeiten; und - der Umschalter einen Qualitätsfaktor der zwei Tiefpassfilter auf der Grundlage der durch die Amplitudenberechnungseinheit berechneten Amplitude umschaltet.Object detection device according to Claim 7 or 8th , characterized in that - the filter has two low-pass filters (17, 19, 28, 30); - the frequency calculating unit calculates the frequency of the reception wave from quadrature demodulation using two components obtained by the two low-pass filters processing the output signal of the receiver; and the changeover switch changes over a quality factor of the two low-pass filters on the basis of the amplitude calculated by the amplitude calculation unit. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter den Qualitätsfaktor der zwei Tiefpassfilter dann, wenn die durch die Amplitudenberechnungseinheit berechnete Amplitude zunimmt, einstellt, so dass dieser größer als der Qualitätsfaktor der zwei Tiefpassfilter ist, wenn die durch die Amplitudenberechnungseinheit berechnete Amplitude fest ist oder abnimmt.Object detection device according to Claim 9 , characterized in that the switch sets the quality factor of the two low-pass filters when the amplitude calculated by the amplitude calculation unit increases, so that it is greater than the quality factor of the two low-pass filters when the amplitude calculated by the amplitude calculation unit is fixed or decreases. Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter den Qualitätsfaktor der zwei Tiefpassfilter dann, wenn die durch die Amplitudenberechnungseinheit berechnete Amplitude fest ist oder abnimmt, auf einen Wert einstellt, der größer als 0,5 und kleiner als 0,8 ist.Object detection device according to Claim 10 , characterized in that the changeover switch sets the quality factor of the two low-pass filters to a value greater than 0.5 and less than 0.8 when the amplitude calculated by the amplitude calculation unit is fixed or decreases. Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ein Bandpassfilter (20) und ein Notch-Filter (21), das eine Mittenfrequenz gleich derjenigen des Bandpassfilters aufweist, aufweist.Object detection device according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the filter has a bandpass filter (20) and a notch filter (21) which has a center frequency equal to that of the bandpass filter. Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter zwei Bandpassfilter (23, 24) aufweist, die verschiedene Mittenfrequenzen aufweisen.Object detection device according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the filter has two bandpass filters (23, 24) which have different center frequencies. Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgenerator Impulssignale, deren Frequenz monoton zunimmt, oder Impulssignale, deren Frequenz monoton abnimmt, erzeugt.Object detection device according to one of the Claims 1 until 13th , characterized in that the signal generator generates pulse signals, the frequency of which increases monotonically, or pulse signals, the frequency of which decreases monotonically. Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekterfassungsvorrichtung an einem Fahrzeug befestigt ist.Object detection device according to one of the Claims 1 until 14th , characterized in that the object detection device is attached to a vehicle.
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