DE102018216920A1

DE102018216920A1 - Objekterfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018216920A1
Application number: DE102018216920.9A
Authority: DE
Inventors: Taketo Harada; Mitsuyasu Matsuura; Yu Koyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2019-04-04
Also published as: JP7009896B2; JP2019066383A

Abstract

Eine Objekterfassungsvorrichtung ist an einem Fahrzeug montiert und erfasst ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs. In der Vorrichtung erzeugt ein Signalgenerator (3) ein AC-Signal, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit entsprechend einem vorbestimmten Muster ändert. Wenn das AC-Signal eingegeben wird, sendet ein Sender (1, 2) eine Prüfwelle aus, deren Frequenz der Frequenz des AC-Signals entspricht. Ein Empfänger (1,5) zum Empfangen einer reflektierten Welle der Prüfwelle gibt ein Signal aus, das einer Amplitude einer empfangenen Welle entspricht. Eine Frequenzbestimmungseinrichtung (11) führt auf der Grundlage dessen, ob Ausgangssignale des Empfängers (1, 5) ein Signal enthalten, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert, eine Bestimmung hinsichtlich dessen durch, ob die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist. Die Frequenzbestimmungseinrichtung (11) führt die Bestimmung unter Verwendung eines speziellen Signals aus den Ausgangssignalen des Empfängers (1, 5), dessen Frequenz sich entsprechend einem Muster ändert, das dem vorbestimmten Muster ähnelt, und eines Signals durch, das dem einen speziellen Signal vorausgeht.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Objekterfassungsvorrichtung.
Stand der Technik
Hinsichtlich einer Objekterfassungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist und ein Hindernis erfasst, wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der eine Frequenz einer Ultraschallwelle, die eine Prüfwelle ist, im Verlaufe der Zeit geändert wird, und eine Frequenz einer empfangenen Welle mit der Frequenz der Prüfwelle verglichen wird, um eine Interferenz mit einer Ultraschallwelle zu vermeiden, die von einem anderen Fahrzeug ausgesendet wird, das in der Umgebung des Fahrzeugs fährt (siehe beispielsweise EP 2 373 434 B).
Als eine Vorrichtung zum Aussenden und Empfangen einer Ultraschallwelle ist beispielsweise ein Mikrofon verwendbar, das ein piezoelektrisches Element enthält. Insbesondere wird eine Ultraschallwelle durch Eingeben eines AC-Signals in das Mikrofon und Vibrieren des piezoelektrischen Elements ausgesendet, und wenn das Mikrofon eine Ultraschallwelle empfängt, ist es auf der Grundlage eines Ausgangssignals des piezoelektrischen Elements möglich, eine Amplitude, eine Frequenz und Ähnliches der Ultraschallwelle zu erfassen. Außerdem ist eine Frequenz der Ultraschallwelle, die als eine Prüfwelle verwendet wird, durch Ändern einer Frequenz des AC-Signals änderbar, das in das Mikrofon eingegeben wird.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn ein derartiges Mikrofon verwendet wird und wenn das Mikrofon eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt, ein Bereich einer Frequenzänderung einer Prüfwelle und ein Bereich einer Frequenzänderung einer erfassten empfangenen Welle kleiner sind als ein Bereich einer Frequenzänderung eines AC-Signals, das in der das Mikrofon eingegeben wird. Dieses kommt vermutlich daher, dass ein schmales Band und eine niedrige Verfolgungsleistung des Mikrofons vorliegen.
Wenn der erfassbare Bereich einer Frequenzänderung der empfangenen Welle klein ist, ist es schwierig, eine Bestimmung mit hoher Genauigkeit durchzuführen, wenn eine Bestimmung hinsichtlich dessen, ob die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, durch bloßes Vergleichen einer Frequenz der empfangenen Welle mit einer Frequenz des AC-Signals durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die obigen Umstände und weist als Aufgabe auf, eine Objekterfassungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, ob eine empfangene Welle eine reflektierte Welle einer Prüfwelle ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Um die obige Aufgabe zu lösen, schafft die Erfindung gemäß Anspruch 1 eine Objekterfassungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist und ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs erfasst, wobei die Objekterfassungsvorrichtung enthält: einen Signalgenerator, der ein AC-Signal erzeugt, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit entsprechend einem vorbestimmten Muster ändert; einen Sender, der, wenn das AC-Signal eingegeben wird, eine Prüfwelle aussendet, deren Frequenz der Frequenz des AC-Signals entspricht; einen Empfänger, der eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt und ein Signal ausgibt, das einer Amplitude einer empfangenen Welle entspricht; und eine Frequenzbestimmungseinrichtung, die auf der Grundlage dessen, ob Ausgangssignale des Empfängers ein Signal enthalten, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert, eine Bestimmung hinsichtlich dessen durchführt, ob die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, wobei die Frequenzbestimmungseinrichtung die Bestimmung unter Verwendung eines speziellen Signals aus den Ausgangssignalen des Empfängers, dessen Frequenz sich entsprechend einem Muster ändert, das dem vorbestimmten Muster ähnelt, und eines Signals, das dem einen speziellen Signal vorausgeht, durchführt.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn die Frequenz des AC-Signals entsprechend dem vorbestimmten Muster geändert wird, die Frequenz der reflektierten Welle sich in eine Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des vorbestimmten Musters ändert oder langsamer als das vorbestimmte Muster ändert, bevor sich die Frequenz der reflektierten Welle entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert.
Wie es oben beschrieben wurde, ermöglicht die Verwendung eines speziellen Signals, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert, und eines Signals, das dem einen speziellen Signal vorausgeht, eine Bestimmung mit hoher Genauigkeit hinsichtlich dessen, ob die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist.
Man beachte, dass die Bezugszeichen in den Klammern für die obigen Einrichtungen ein Beispiel einer Entsprechung zu speziellen Einrichtungen in den später beschriebenen Ausführungsformen angeben.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt eine Frequenz eines Aufwärts-Chirp-Signals;
3 zeigt eine Frequenz eines Abwärts-Chirp-Signals;
4 zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer Wellenempfangszeit einer reflektierten Welle gemäß der ersten Ausführungsform;
5 zeigt eine Amplitude und eine Frequenz einer empfangenen Welle, die ein Aufwärts-Chirp-Signal enthält;
6 zeigt eine Amplitude und eine Frequenz einer empfangenen Welle, die ein Abwärts-Chirp-Signal enthält;
7 zeigt ein Verfahren zum Vergleichen einer empfangenen Welle mit einer Bezugswelle unter Verwendung eines Frequenz-Offsets;
8 zeigt ein Codebestimmungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform;
9 zeigt eine Frequenzbestimmungszone gemäß einem Vergleichsbeispiel;
10 zeigt ein Verfahren zum Vergleichen einer empfangenen Welle mit einer Bezugswelle unter Verwendung eines Frequenzskalierungsfaktors;
11 zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer Wellenempfangszeit einer reflektierten Welle gemäß einer zweiten Ausführungsform;
12 zeigt eine Frequenz eines Pulssignals, das ein Aufwärts-Chirp-Signal enthält, gemäß einer dritten Ausführungsform;
13 zeigt eine Frequenz eines Pulssignals, das ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, gemäß der dritten Ausführungsform;
14 zeigt eine Amplitude und eine Frequenz einer empfangenen Welle, die ein Aufwärts-Chirp-Signal enthält, gemäß der dritten Ausführungsform;
15 zeigt eine Amplitude und eine Frequenz einer empfangenen Welle, die ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, gemäß der dritten Ausführungsform;
16 zeigt eine Frequenz eines Pulssignals gemäß einem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform;
17 zeigt Frequenzen von Pulssignalen gemäß einer vierten Ausführungsform;
18 zeigt Frequenzen der Pulssignale gemäß einem ersten modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform;
19 zeigt Frequenzen der Pulssignale gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform;
20 zeigt Frequenzen der Pulssignale gemäß einem dritten modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform;
21 zeigt Frequenzen der Pulssignale gemäß einem vierten modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform;
22 zeigt Frequenzen der Pulssignale gemäß einem fünften modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform; und
23 zeigt Frequenzen der Pulssignale gemäß einem sechsten modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG SPEZIELLER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen werden dieselben oder äquivalente Abschnitte bzw. Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform beschrieben. Eine Objekterfassungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist das, was als eine Ultraschallsensorvorrichtung bezeichnet wird, und ist an einem Fahrzeug montiert und erfasst ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs.
Wie es in 1 dargestellt ist, enthält die Objekterfassungsvorrichtung ein Mikrofon 1, eine Sendeschaltung 2, einen Pulsgenerator 3 und eine Steuerung 4. Außerdem enthält die Objekterfassungsvorrichtung eine Empfangsschaltung 5, einen Signalprozessor 6, einen Amplitudengenerator 7, eine Amplitudenbestimmungseinrichtung 8, eine Abstandsbestimmungseinrichtung 9, einen Frequenzgenerator 10, eine Frequenzbestimmungseinrichtung 11, einen Bezugswellenspeicher 12 und eine Relativgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 13. Die Steuerung 4, der Signalprozessor 6 und Ähnliches werden durch einen bekannten Mikrocomputer ausgebildet, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine I/O-Einheit und Ähnliches enthält, und verschiedene Arten von Verarbeitungen wie beispielsweise eine arithmetische Verarbeitung entsprechend einem Programm durchführt, das in dem ROM oder Ähnlichem gespeichert ist.
Das Mikrofon 1 ist derart angeordnet, dass es einer Außenseite des Fahrzeugs zugewandt ist, und sendet in einer Richtung der Außenseite des Fahrzeugs eine Ultraschallwelle aus, die eine Prüfwelle zum Erfassen eines Objekts ist. Insbesondere enthält das Mikrofon 1 ein piezoelektrisches Element (nicht dargestellt), in dem eine piezoelektrische Schicht zwischen zwei einander zugewandten Elektroden angeordnet ist. Die beiden Elektroden sind mit der Sendeschaltung 2 verbunden. Wenn eine AC-Spannung von der Sendeschaltung 2 angelegt wird und sich die Gestalt der piezoelektrischen Schicht ändert, wird eine Ultraschallwelle von dem Mikrofon 1 in Richtung der Außenseite des Fahrzeugs ausgesendet.
Die Sendeschaltung 2 führt eine D/A-Wandlung in Bezug auf ein eingegebenes Signal durch, um eine Spannung zu erzeugen, und gibt die Spannung aus. Der Pulsgenerator 3, der ein Pulssignal erzeugt, ist mit der Sendeschaltung 2 verbunden. Die Sendeschaltung 2 führt die D/A-Wandlung in Bezug auf ein Pulssignal durch, das von dem Pulsgenerator eingegeben wird, um eine AC-Spannung zu erzeugen, und legt die AC-Spannung an das Mikrofon 1 an.
Wenn somit das Pulssignal als ein AC-Signal, das durch den Pulsgenerator 3 erzeugt wird, eingegeben wird, senden das Mikrofon 1 und die Sendeschaltung 2 eine Prüfwelle aus, deren Frequenz einer Frequenz des Pulssignals entspricht. Das Mikrofon 1 und die Sendeschaltung 2 entsprechen einem Sender. Der Pulsgenerator 3 entspricht einem Signalgenerator.
Entsprechend einer Wellensendeanweisung von der Steuerung 4 erzeugt der Pulsgenerator 3 ein Pulssignal, das ein Chirp-Signal enthält, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit entsprechend einem vorbestimmten Muster ändert. Somit wird eine Prüfwelle, die ein Chirp-Signal enthält, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit ändert, von dem Mikrofon 1 ausgesendet. Außerdem ist das Mikrofon 1 ausgelegt, Prüfwellen in mehreren Mustern auszusenden, die unterschiedliche Arten von Chirp-Signalen enthalten. Ein Muster einer Prüfwelle wird entsprechend einer Wellensendeanweisung bestimmt, die von der Steuerung 4 an den Pulsgenerator 3 übertragen wird.
Insbesondere wenn eine Wellensendeanweisung in einem ersten Muster von der Steuerung 4 an den Pulsgenerator 3 übertragen wird, erzeugt der Pulsgenerator 3 ein Pulssignal, dessen Frequenz sich monoton im Verlaufe der Zeit erhöht, wie es in 2 gezeigt ist. Somit wird eine Prüfwelle, die ein Aufwärts-Chirp-Signal enthält, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit erhöht, von dem Mikrofon 1 ausgesendet.
Wenn eine Wellensendeanweisung in einem zweiten Muster von der Steuerung 4 an den Pulsgenerator 3 übertragen wird, erzeugt der Pulsgenerator 3 außerdem ein Pulssignal, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit monoton verringert, wie es in 3 gezeigt ist. Somit wird eine zweite Prüfwelle, die ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit verringert, von dem Mikrofon 1 ausgesendet.
Es wird nun angenommen, dass fo eine Resonanzfrequenz des Mikrofons 1 repräsentiert und der Pulsgenerator 3 einen Durchlauf (Sweep) der Frequenz des Pulssignals von einer Frequenz, die sich von der Resonanzfrequenz fo unterscheidet, startet. Insbesondere führt der Pulsgenerator 3 den Durchlauf der Frequenz des Pulssignals zwischen einer Frequenz, die niedriger als die Resonanzfrequenz fo ist, und einer Frequenz, die höher als die Resonanzfrequenz fo ist, durch. Die Frequenz des Pulssignals, das durch den Pulsgenerator 3 erzeugt wird, kann sich kontinuierlich oder diskret ändern.
Das Mikrofon 1 ist ausgelegt, eine Ultraschallwelle auszusenden und zu empfangen und eine Spannung, die einem Schalldruck der empfangenen Ultraschallwelle entspricht, auszugeben. Insbesondere sind die beiden Elektroden des piezoelektrischen Elements, das in dem Mikrofon 1 enthalten ist, auch mit der Empfangsschaltung 5 verbunden. Dementsprechend wird eine Spannung, die zwischen die beiden Elektroden angelegt wird, wenn das Mikrofon 1 eine Ultraschallwelle empfängt und die piezoelektrische Schicht ihre Gestalt ändert, in die Empfangsschaltung 5 eingegeben. Die Empfangsschaltung 5 führt eine A/D-Wandlung in Bezug auf die Spannung durch, die von dem Mikrofon 1 eingegeben wird, um ein Signal zu erzeugen, und gibt das Signal aus. Somit sind das Mikrofon 1 und die Empfangsschaltung 5 ausgelegt, eine Ultraschallwelle zu empfangen und ein Signal, das einer Amplitude der empfangenen Ultraschallwelle entspricht, auszugeben. Das Mikrofon 1 und die Empfangsschaltung 5 entsprechen einem Empfänger.
Der Signalprozessor 6 erfasst eine Frequenz und eine Amplitude einer empfangenen Welle durch Orthogonal-Demodulation unter Verwendung eines Signals, das durch die A/D-Wandlung durch die Empfangsschaltung 5 erzeugt wird.
Insbesondere berechnet der Signalprozessor 6 Ar entsprechend Ar = (I² + Q²)^1/2, wobei Ar die Amplitude der empfangenen Welle repräsentiert. Außerdem berechnet der Signalprozessor 6 P entsprechend P = atan(Q/I), wobei P eine Phase der empfangenen Welle repräsentiert. Außerdem berechnet der Signalprozessor 6 f_r entsprechend f_r = 1/(2π) · dP/dt + f_p, wobei f_r die Frequenz der empfangenen Welle repräsentiert und f_p die Frequenz des Pulssignals repräsentiert, das durch den Pulsgenerator 3 erzeugt wird.
Man beachte, dass I eine Stärke eines Signals repräsentiert, das durch Multiplizieren eines Ausgangssignals der Empfangsschaltung 5 mit sin(2πf0t) und anschließendes Entfernen einer Komponente, deren Frequenz 2fo oder mehr beträgt, erhalten wird. Außerdem repräsentiert Q eine Stärke eines Signals, das durch Multiplizieren eines Ausgangssignals der Empfangsschaltung 5 mit cos(2πf0t) und anschließendes Entfernen einer Komponente, deren Frequenz 2fo oder mehr beträgt, erhalten wird. Außerdem repräsentiert t die Zeit.
Der Amplitudengenerator 7 erzeugt eine Hüllenwellenform bzw. Einhüllende, die die Amplitude Ar aufweist, auf der Grundlage der Amplitude Ar, die durch den Signalprozessor 6 berechnet wird. Die Amplitudenbestimmungseinrichtung 8 bestimmt zu jedem Zeitpunkt, zu dem eine Abtastung durchgeführt wird, auf der Grundlage der Wellenform, die durch den Amplitudengenerator 7 erzeugt wird, ob die Amplitude A_r gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 berechnet einen Abstand zu einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs, das eine Prüfwelle reflektiert hat, auf der Grundlage einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem das Mikrofon 1 die Prüfwelle aussendet, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Mikrofon 1 eine reflektierte Welle empfängt. Die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 bestimmt dann, ob der berechnete Abstand gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Zeitpunkt, zu dem die Amplitude der empfangenen Welle gleich oder größer als ein Schwellenwert wird, als eine Wellenempfangszeit bezeichnet, wie es in 4 gezeigt ist. Die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 berechnet einen Abstand d entsprechend d = c · T/2, wobei T die Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem das Mikrofon 1 die Prüfwelle aussendet, bis zu der Wellenempfangszeit repräsentiert und d den Abstand zu dem Objekt repräsentiert.
Der Frequenzgenerator 10 erzeugt eine Wellenform bzw. Funktion, die die Frequenz f_r aufweist, auf der Grundlage der Frequenz f_r, die durch den Signalprozessor 6 berechnet wird.
Die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 bestimmt auf der Grundlage dessen, ob das Ausgangssignal der Empfangsschaltung 5 ein Signal enthält, das sich entsprechend einem durch die Steuerung 4 spezifizierten Muster ändert, ob die Ultraschallwelle, die durch das Mikrofon 1 empfangen wird, eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, die durch das Mikrofon 1 ausgesendet wird.
Insbesondere erfasst die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 auf der Grundlage der Wellenform, die durch den Frequenzgenerator 10 erzeugt wird, ein Chirp-Signal, das in der Ultraschallwelle enthalten ist, die durch das Mikrofon 1 empfangen wird. In einem Fall, in dem das Mikrofon 1 eine erste Prüfwelle ausgesendet hat, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, die von dem Mikrofon 1 ausgesendet wurde, wenn das erfasste Chirp-Signal ein Aufwärts-Chirp-Signal ist. In einem Fall, in dem das Mikrofon 1 eine zweite Prüfwelle ausgesendet hat, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, die von dem Mikrofon 1 ausgesendet wurde, wenn das erfasste Chirp-Signal ein Abwärts-Chirp-Signal ist.
Sogar wenn sich die Frequenz des Pulssignals wie in den 2 und 3 gezeigt ändert, sind ein Bereich einer Frequenzänderung der Prüfwelle und ein Bereich einer Frequenzänderung der empfangenen Welle, die erfasst wird, wenn das Mikrofon 1 eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt, kleiner als ein Bereich einer Frequenzänderung des Pulssignals. Dieses rührt vermutlich aus einem schmalen Resonanzband und einer niedrigen Verfolgungsleistung des Mikrofons 1 her.
Bevor sich die Frequenz der empfangenen Welle ähnlich wie ein Chirp-Signal ändert, das in dem Pulssignal enthalten ist, ändert sich die Frequenz der empfangenen Welle in eine Richtung entgegengesetzt zu derjenigen einer Frequenz des Chirp-Signals oder ändert sich langsamer als die Frequenz des Chirp-Signals. Dieses rührt vermutlich daher, dass, wenn die Sendeschaltung 2 das Anlegen einer AC-Spannung an das Mikrofon 1 startet, das Mikrofon 1 ein leichtes Vibrieren mit einer Frequenz nahe bei der Resonanzfrequenz startet, und dass eine bestimmte Zeit benötigt wird, bis das Mikrofon 1 ein Vibrieren mit der Frequenz des Prüfsignals startet.
Wenn das Mikrofon 1 beispielsweise eine erste Prüfwelle aussendet, die ein Aufwärts-Chirp-Signal enthält, tritt ein Signal, dessen Frequenz sich monoton langsamer als dasjenige des Pulssignals erhöht, auf, bevor sich das Aufwärts-Chirp-Signal auf ähnliche Weise wie das Pulssignal ändert, wie es in 5 gezeigt ist. Anderseits tritt ein Signal auf, dessen Frequenz sich monoton verringert, bevor sich das Aufwärts-Chirp-Signal ähnlich wie das Pulssignal ändert.
Wenn das Mikrofon 1 eine zweite Prüfwelle aussendet, die ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, tritt außerdem ein Signal auf, dessen Frequenz sich monoton erhöht, bevor sich das Abwärts-Chirp-Signal auf ähnliche Weise wie das Pulssignal ändert, wie es in 6 gezeigt ist. Andererseits tritt ein Signal auf, dessen Frequenz sich langsamer als diejenige des Pulssignals monoton verringert, bevor sich das Abwärts-Chirp-Signal auf ähnliche Weise wie das Pulssignal ändert.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle unter Verwendung eines Chirp-Signals, das in der empfangenen Welle enthalten ist, und eines Signals durchgeführt, das dem Chirp-Signal vorausgeht. Insbesondere speichert der Bezugswellenspeicher 12 für jedes Chirp-Signal eine Bezugswelle, die dem Chirp-Signal entspricht, und ein Signal, das dem Chirp-Signal vorausgeht. Die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 bestimmt ein Chirp-Signal, das in der empfangenen Welle enthalten ist, durch Vergleichen einer Wellenform, die von dem Frequenzgenerator 10 übertragen wird, mit einer Wellenform der Bezugswelle, die in dem Bezugswellenspeicher 12 gespeichert ist.
Als eine Wellenform der Bezugswelle, die dem Aufwärts-Chirp-Signal entspricht, verwendet die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 beispielsweise eine Wellenform, deren Frequenz sich langsamer als diejenige des Pulssignals erhöht, das durch den Pulsgenerator 3 erzeugt wird, und sich dann mit derselben Änderungsrate wie diejenige des Pulssignals erhöht. Außerdem verwendet die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 beispielsweise eine Wellenform, deren Frequenz sich verringert und dann mit derselben Änderungsrate wie diejenige des Pulssignals erhöht.
Als eine Wellenform der Bezugswelle, die dem Abwärts-Chirp-Signal entspricht, verwendet die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 beispielsweise eine Wellenform, deren Frequenz sich langsamer als diejenige des Pulssignals verringert, das durch den Pulsgenerator 3 erzeugt wird, und sich dann mit derselben Änderungsrate wie diejenige des Pulssignals verringert. Außerdem verwendet die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 beispielsweise eine Wellenform, deren Frequenz sich erhöht und dann mit derselben Änderungsrate wie diejenige des Pulssignals verringert.
Wenn ein Grad einer Übereinstimmung zwischen der Wellenform, die durch den Frequenzgenerator 10 erzeugt wird, und der Bezugswelle gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert wird, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle ein Chirp-Signal enthält. Außerdem erhält die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 einen Grad einer Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und jeweils der Bezugswelle für ein Aufwärts-Chirp-Signal und der Bezugswelle für ein Abwärts-Chirp-Signal. Dann bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle ein Aufwärts-Chirp-Signal oder ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, welches von diesen einen höheren Grad einer Übereinstimmung mit der empfangenen Welle enthält. Somit wird ein Chirp-Signal von der empfangenen Welle erfasst.
Insbesondere, wenn der Grad der Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle für ein Aufwärts-Chirp-Signal höher als der Grad der Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle für ein Abwärts-Chirp-Signal ist, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle ein Aufwärts-Chirp-Signal enthält. In diesem Fall entspricht die Bezugswelle für einen Aufwärts-Chirp-Signal einer ersten Bezugswelle und die Bezugswelle für ein Abwärts-Chirp-Signal entspricht einer zweiten Bezugswelle.
Wenn der Grad der Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle für ein Abwärts-Chirp-Signal größer als der Grad der Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle für ein Aufwärts-Chirp-Signal ist, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 außerdem, dass die empfangene Welle ein Abwärts-Chirp-Signal enthält. In diesem Fall entspricht die Bezugswelle für ein Abwärts-Chirp-Signal der ersten Bezugswelle und die Bezugswelle für ein Aufwärts-Chirp-Signal entspricht der zweiten Bezugswelle.
In der vorliegenden Ausführungsform erhält die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 den Grad der Übereinstimmung unter Verwendung eines Frequenz-Offsets. 7 zeigt ein Verfahren zum Erhalten des Grads der Übereinstimmung für ein Aufwärts-Chirp-Signal durch Approximieren einer Frequenz R(t) der Bezugswelle an eine Frequenz f_r(t) der empfangenen Welle unter Verwendung von Δf und Auswerten einer Korrelation zwischen R(t) + Δf und fr(t), wobei R(t) die Frequenz der Bezugswelle repräsentiert und Δf den Frequenz-Offset repräsentiert.
Wenn angenommen wird, dass N die Anzahl der Abtastwerte repräsentiert und σ eine Standardabweichung repräsentiert, ist eine Summe E aus quadratischen Fehlern wie in Gleichung 1 gezeigt. $E = N σ^{2} = \sum_{i = 1}^{N} {(fri - Ri - Δ f)}^{2}$
Die Summe E der quadratischen Fehler ist minimal, wenn die Gleichung 2 gilt, und in diesem Fall ist Δf wie in Gleichung 3 gezeigt. $\frac{\partial E}{\partial (Δ F)} = 0$
$Δ f = \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} (f_{ri} - R_{i})$
Ein Grad einer Übereinstimmung M wird durch Einsetzen von Δf in Gleichung 1 erhalten, um die Summe E der quadratischen Fehler zu erhalten, und Einsetzen der Summe E der quadratischen Fehler in Gleichung 4. $M = \frac{1}{σ} = \sqrt{\frac{N}{E}}$
Auf ähnliche Weise wird ein Grad einer Übereinstimmung M für ein Abwärts-Chirp-Signal unter Verwendung der Bezugswelle für das Abwärts-Chirp-Signal erhalten.
Dann vergleicht die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 den Grad der Übereinstimmung M für das Aufwärts-Chirp-Signal mit dem Grad der Übereinstimmung M für das Abwärts-Chirp-Signal und bestimmt, dass die empfangene Welle ein Aufwärts-Chirp-Signal oder ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, welches von diesen einen höheren Grad an Übereinstimmung M aufweist. Wenn beispielsweise das Mikrofon 1 eine erste Prüfwelle aussendet, wie es in 8 gezeigt ist, ist der Grad der Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle für das Aufwärts-Chirp-Signal höher als der Grad der Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle für das Abwärts-Chirp-Signal, und somit wird ein Aufwärts-Chirp-Signal erfasst.
Alternativ kann die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 den Grad der Übereinstimmung M mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen und bestimmen, dass die empfangene Welle ein Chirp-Signal enthält, wenn der Grad der Übereinstimmung M größer als der Schwellenwert ist. Insbesondere kann die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 bestimmen, dass die empfangene Welle ein Aufwärts-Chirp-Signal enthält, wenn der Grad der Übereinstimmung M für das Aufwärts-Chirp-Signal größer als der Schwellenwert ist, und kann bestimmen, dass die empfangene Welle ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, wenn der Grad der Übereinstimmung M für das Abwärts-Chirp-Signal größer als der Schwellenwert ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Peak-Wert bzw. Spitzenwert des Grades der Übereinstimmung M für jedes Chirp-Signal verglichen. Insbesondere wenn eine Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle einen minimalen Wert auf einer Zeitachse aufweist, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle ein Aufwärts-Chirp-Signal oder ein Abwärts-Chirp-Signal enthält, welches von diesen einen kleineren minimalen Wert aufweist.
Nachdem R(t) verschoben wurde, so dass sich eine Differenz zwischen R(t) und f_r(t) verringert, wertet somit die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 eine Korrelation zwischen R(t) + Δf und f_r(t) aus. Wenn sich die Frequenz der empfangenen Welle auf ähnliche Weise wie die Frequenz der Bezugswelle ändert, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die Ultraschallwelle, die durch das Mikrofon 1 empfangen wird, eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, die durch das Mikrofon 1 ausgesendet wird.
Ein Ergebnis der Bestimmung der Frequenzbestimmungseinrichtung 11 wird an die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 übertragen. Nur wenn die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 bestimmt, dass die Ultraschallwelle, die durch das Mikrofon 1 empfangen wird, eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, die durch das Mikrofon 1 ausgesendet wird, berechnet die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 einen Abstand zu dem Objekt und bestimmt, ob der berechnete Abstand gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Ein Ergebnis der Bestimmung der Abstandsbestimmungseinrichtung 9 wird an eine ECU (nicht dargestellt) übertragen. Wenn die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 bestimmt, dass der Abstand zu dem Objekt gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, werden eine Benachrichtigung für einen Fahrer des Fahrzeugs dahingehend, dass das Objekt in einem Abstand näher als der vorbestimmte Abstand angeordnet ist, ein automatisches Bremsen und Ähnliches durchgeführt.
Der Offset Δf, der durch die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 entsprechend der Gleichung 3 berechnet wird, wird an die Relativgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 13 übertragen. Die Relativgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 13 berechnet eine Relativgeschwindigkeit des Objekts und bestimmt, ob sich das Objekt dem Fahrzeug annähert. Eine Relativgeschwindigkeit Δv des Objekts wird entsprechend der Gleichung 5 berechnet. Man beachte, dass c die Schallgeschwindigkeit repräsentiert und die Resonanzfrequenz fo des Mikrofons 1 als eine Bezugsfrequenz verwendet wird. Es kann eine andere Frequenz als Bezugsfrequenz verwendet werden. Es kann beispielsweise eine Mittenfrequenz eines Durchlaufs des Pulssignals als Bezugsfrequenz verwendet werden. $Δ v = \frac{c Δ f}{2 f_{0} + Δ f}$
Wenn Δv größer als null ist, bestimmt die Relativgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 13, dass sich das Objekt dem Fahrzeug annähert. Insbesondere berechnet die Relativgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 13 periodisch eine Relativgeschwindigkeit entsprechend der Gleichung 5 und schätzt eine Relativgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 bestimmt, dass der Grad der Übereinstimmung M einen Spitzenwert erreicht, als Relativgeschwindigkeit des Objekts. Wenn sich das Objekt dem Fahrzeug annähert, wird aufgrund einer Dopplerverschiebung eine Frequenz der empfangenen Welle höher als eine Frequenz der Bezugswelle, und es wird eine Frequenzänderung ähnlich wie eine Frequenzänderung der Bezugswelle erfasst. Dementsprechend wird ein Wert, der größer als null ist, als Δv gespeichert.
Der Bezugswellenspeicher 12 kann die Wellenform der gespeicherten Bezugswelle auf der Grundlage einer Geschwindigkeit oder einer Beschleunigung des Fahrzeugs oder eines Ergebnisses der Bestimmung der Relativgeschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 13 korrigieren. Für jedes Chirp-Signal speichert der Bezugswellenspeicher 12 beispielsweise mehrere Bezugswellen in Entsprechung zu Relativgeschwindigkeiten des Objekts. Der Bezugswellenspeicher 12 wählt eine Bezugswelle aus, die einer Relativgeschwindigkeit entspricht, die anhand der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erwartet wird, und überträgt die Bezugswelle an die Frequenzbestimmungseinrichtung 11.
Im Folgenden wird ein Betrieb der Objekterfassungsvorrichtung beschrieben. In der Objekterfassungsvorrichtung startet der Pulsgenerator 3 die Erzeugung eines Pulssignals, wenn die Steuerung 4 eine Wellensendeanweisung an den Pulsgenerator 3 überträgt. Wenn die Sendeschaltung 2 eine D/A-Wandlung in Bezug auf das Pulssignal durchführt, das durch den Pulsgenerator 3 erzeugt wird, und die Sendeschaltung 2 eine AC-Spannung an das Mikrofon 1 angelegt, wird eine Ultraschallwelle, die eine Prüfwelle ist, von dem Mikrofon 1 ausgesendet. In diesem Fall ändert der Pulsgenerator 3 entsprechend der Wellensendeanweisung von der Steuerung 4 im Verlaufe der Zeit eine Frequenz des zu erzeugenden Pulssignals. Somit wird eine erste Prüfwelle oder eine zweite Prüfwelle von dem Mikrofon 1 ausgesendet.
Wenn die Prüfwelle durch ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs reflektiert wird und das Mikrofon 1 eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt, ändert sich eine Spannung zwischen den beiden Elektroden des piezoelektrischen Elements, das in dem Mikrofon 1 enthalten ist. Die Spannung wird in die Empfangsschaltung 5 eingegeben, und die Empfangsschaltung führt eine A/D-Wandlung in Bezug auf die eingegebene Spannung durch. Dann erfasst der Signalprozessor 6 eine Frequenz und eine Amplitude der empfangenen Welle durch Orthogonal-Demodulation unter Verwendung eines Signals, das durch die A/D-Wandlung durch die Empfangsschaltung 5 erzeugt wird.
Der Amplitudengenerator 7 erzeugt eine Hüllenwellenform, die eine Amplitude aufweist, die auf der Amplitude basiert, die durch den Signalprozessor 6 erfasst wird. Die Amplitudenbestimmungseinrichtung 8 bestimmt auf der Grundlage der Wellenform, die durch den Amplitudengenerator 7 erzeugt wird, ob die Amplitude der empfangenen Welle gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und überträgt ein Ergebnis der Bestimmung an die Abstandsbestimmungseinrichtung 9.
Der Frequenzgenerator 10 erzeugt eine Wellenform, die eine Frequenz aufweist, die auf der Frequenz basiert, die durch den Signalprozessor 6 erfasst wird. Die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 erhält einen Grad einer Übereinstimmung durch Vergleichen der Wellenform, die durch den Frequenzgenerator 10 erzeugt wird, mit einer Wellenform der Bezugswelle, die in dem Bezugswellenspeicher 12 gespeichert ist, und erfasst ein Chirp-Signal, das in der empfangenen Welle enthalten ist.
Wenn das Mikrofon 1 eine erste Prüfwelle aussendet und ein Aufwärts-Chirp-Signal anhand der empfangenen Welle erfasst wird, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist. Wenn das Mikrofon 1 eine zweite Prüfwelle aussendet und ein Abwärts-Chirp-Signal anhand der empfangenen Welle erfasst wird, bestimmt die Frequenzbestimmungseinrichtung 11, dass die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist.
In einigen Fällen kann eine Ultraschallwelle, die durch das Mikrofon 1 empfangen wird, neben einer reflektierten Welle der Prüfwelle, die durch das Mikrofon 1 ausgesendet wird, beispielsweise eine Ultraschallwelle enthalten, die durch eine anderes Fahrzeug ausgesendet wird. Wie es oben beschrieben wurde, wird jedoch durch Aufbringen einer Eigenschaft auf die Frequenz der Prüfwelle und Vergleichen einer Frequenzänderung der empfangenen Welle mit einer Frequenzänderung der Prüfwelle, um zu bestimmen, ob die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, die von dem Mikrofon 1 ausgesendet wird, eine Interferenz vermieden, und es wird die Genauigkeit der Erfassung eines Objekts verbessert.
Wenn die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 bestimmt, dass die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, berechnet die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 auf der Grundlage eines Ergebnisse der Bestimmung, die durch die Amplitudenbestimmungseinrichtung 8 durchgeführt wird, einen Abstand zu dem Objekt außerhalb des Fahrzeugs, das die Prüfwelle reflektiert hat. Wenn die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 bestimmt, dass der Abstand zu dem Objekt gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Fahrer durch einen Monitor, einen Summer oder Ähnlichem (nicht dargestellt) benachrichtigt, dass das Objekt in einem Abstand näher als der vorbestimmte Abstand angeordnet ist.
Im Folgenden werden die Wirkungen der vorliegenden Ausführungsformen beschrieben. Aufgrund eines schmalen Bandes und einer niedrigen Verfolgungsleistung des Mikrofons 1 ist der Bereich der Frequenzänderung der empfangenen Welle kleiner als der Bereich der Frequenzänderung des Pulssignals. Wenn der erfassbare Bereich der Frequenzänderung der empfangenen Welle klein ist, ist es schwierig, mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, ob die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch unter Verwendung der Eigenschaft, gemäß der sich die Frequenz der empfangenen Welle in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen der Frequenz des Pulssignals oder noch langsamer als die Frequenz des Pulssignals ändert, bevor sich die Frequenz der empfangenen Welle ähnlich wie diejenige des Pulssignals ändert, ein Chirp-Signal durch Vergleichen der empfangenen Welle mit der Bezugswelle erfasst, die die oben beschriebene Wellenform aufweist. Sogar wenn der Bereich der Frequenzänderung klein ist, ist dementsprechend die Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle einfach, und es wird die Genauigkeit der Bestimmung verbessert.
Beispiele eines Bestimmungsverfahrens für die empfangene Welle, die sich von der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden, beinhalten das folgende Verfahren. Zunächst wird eine Frequenzänderung während einer Zeitdauer von einem Amplituden-Peak bzw. einer Amplituden-Spitze einer reflektierten Welle, bis eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, extrahiert, und die Frequenz wird innerhalb der Zeitdauer linear approximiert. Dann werden Signale entsprechend einem Gradienten der linearen Linie in ein Aufwärts-Chirp-Signal, ein Abwärts-Chirp-Signal und andere Signale klassifiziert, und es wird bestimmt, ob ein jeweiliges Signal mit einem Chirp-Signal einer Prüfwelle übereinstimmt.
Wenn jedoch eine Amplitude der empfangenen Welle aufgrund eines großen Abstands zu einem Objekt klein ist, verschlechtert sich die Genauigkeit der Erfassung eines Peaks der Amplitude. Somit kann ein fehlerhafter Zeitbereich zur Durchführung einer Bestimmung verwendet werden, und dieses kann zu einer fehlerhaften Bestimmung führen. Wenn beispielsweise das Mikrofon 1 eine erste Prüfwelle aussendet, wie es in 9 gezeigt ist, erscheint ein Aufwärts-Chirp-Signal vor einem erfassten Peak und es verringert sich eine Frequenz der empfangenen Welle nach dem Peak. Dieses kann zu einer fehlerhaften Bestimmung führen, dass die empfangene Welle ein Abwärts-Chirp-Signal enthält.
In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch ein Peak des Grades der Übereinstimmung durch Vergleichen der empfangenen Welle mit der Bezugswelle erhalten, die die oben beschriebene Wellenform aufweist. Dementsprechend wird eine fehlerhafte Bestimmung aufgrund einer Verringerung der Amplitude der empfangenen Welle verringert oder verhindert.
Wenn die Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle unter Verwendung nur eines Signals durchgeführt wird, dessen Frequenz sich ähnlich wie das Pulssignal ändert, müssen eine Durchlaufzeit und die Anzahl der Abtastungen bzw. Abtastwerte erhöht werden, wenn ein Durchlauf der Frequenz des Pulssignals nur in dem Resonanzband des Mikrofons 1 durchgeführt wird, um die Amplitude der empfangenen Welle zu erhöhen. Dann machen eine größere Rechenskala, eine Überdeckung der Signale und Ähnliches eine Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle schwierig.
In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch eine Frequenzänderung, bevor ein Chirp-Signal erscheint, verwendet, um die Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle durchzuführen. Dementsprechend wird eine Eigenschaft des Chirp-Signals mit einer kleineren Anzahl von Abtastungen bzw. Abtastwerten eingefangen. Somit wird die Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle innerhalb einer kurzen Zeit durchgeführt.
In Ultraschallwellensensoren ändert sich eine Frequenz einer empfangenen Welle aufgrund einer Doppler-Verschiebung. Die vorliegende Ausführungsform, bei der wie in 7 gezeigt der Grad der Übereinstimmung durch ein Verfahren erhalten wird, das die Doppler-Verschiebung berücksichtigt, ist die Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle sogar dann möglich, wenn sich das Objekt mit einer anderen Geschwindigkeit als das Fahrzeug bewegt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Frequenz-Offset verwendet, um den Grad der Übereinstimmung zu erhalten. Es kann jedoch ein Frequenzskalierungsfaktor verwendet werden, um den Grad der Übereinstimmung zu erhalten. Wie es in 10 gezeigt ist, kann insbesondere der Grad der Übereinstimmung durch Approximieren der Frequenz R(t) der Bezugswelle an die Frequenz fr(t) der empfangenen Welle unter Verwendung von k und Auswerten einer Korrelation zwischen k · R(t) und f_r(t) erhalten werden, wobei k den Frequenzskalierungsfaktor repräsentiert.
Insbesondere ist die Summe E der quadratischen Fehler wie in Gleichung 6 gezeigt, und wenn die Summe E der quadratischen Fehler minimal ist, d.h. wenn die Gleichung 7 gilt, ist der Frequenzskalierungsfaktor k wie in Gleichung 8 gezeigt. Der Grad der Übereinstimmung M wird durch Einsetzen von Gleichung 8 in Gleichung 6, um die Summe E der quadratischen Fehler zu erhalten, und Einsetzen der Summe E der quadratischen Fehler in Gleichung 4 erhalten. Die Relativgeschwindigkeit Δv ist wie in Gleichung 9 gezeigt. $E = N σ^{2} = \sum_{i = 1}^{N} {(f_{ri} - {kR}_{i})}^{2}$
$\frac{\partial E}{\partial k} = 0$
$k = \frac{\sum_{i = 1}^{N} f_{ri} \cdot R_{i}}{\sum_{i = 1}^{N} R_{i}^{2}}$
$Δ v = \frac{k - 1}{k + 1} c$
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Verfahren zum Erfassen der Wellenempfangszeit der reflektierten Welle, und die übrigen Konfigurationen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform. Somit werden nur die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
Gemäß der Abstandsbestimmungseinrichtung 9 der vorliegenden Ausführungsform ist die Wellenempfangszeit ein Zeitpunkt eine vorbestimmte Zeit ΔT vor einem Zeitpunkt, zu dem der Grad der Übereinstimmung M den Peak-Wert erreicht. Die Zeit ΔT wird beispielsweise für eine individuelle Objekterfassungsvorrichtung eingestellt und in der Abstandsbestimmungseinrichtung 9 gespeichert. Die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 erfasst den Abstand d entsprechend d = c · T/2, wobei T die Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem das Mikrofon 1 die Prüfwelle aussendet, bis zu der Wellenempfangszeit repräsentiert. Die Abstandsbestimmungseinrichtung 9 entspricht einem Zeitspeicher.
Wie es beispielsweise in 11 gezeigt ist, ist die Zeit ΔT eine Zeitdauer von einem Anstieg einer Spannung zwischen den Elektroden des Mikrofons 1 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Grad der Übereinstimmung M den Peak-Wert erreicht, wenn das Mikrofon 1 eine Prüfwelle an ein Objekt aussendet, das in einem vorbestimmten Abstand von dem Mikrofon 1 angeordnet ist, und das Mikrofon 1 eine reflektierte Welle von dem Objekt empfängt.
Die Zeit ΔT wird für jeweils das Aufwärts-Chirp-Signal und das Abwärts-Chirp-Signal eingestellt und in der Abstandsbestimmungseinrichtung 9 gespeichert.
Wenn nur ein Signal, das dem Chirp-Signal der empfangenen Welle entspricht, verwendet wird, um den Grad der Übereinstimmung durch Annehmen einer Frequenzänderung zu berechnen, die durch eine Änderung einer Relativgeschwindigkeit bewirkt wird, ist ein Peak des Grades der Übereinstimmung wenig wahrscheinlich klar. Wenn dementsprechend wie in der vorliegenden Ausführungsform die Wellenempfangszeit auf der Grundlage des Zeitpunkts erfasst wird, zu dem der Grad der Übereinstimmung den Peak-Wert erreicht, verringert sich die Genauigkeit der Erfassung.
Unter zusätzlicher Verwendung eines Signals, das dem Chirp-Signal vorausgeht, um den Grad der Übereinstimmung zu berechnen, ist jedoch ein Peak des Grades der Übereinstimmung wahrscheinlicher klar, und somit wird die Genauigkeit der Erfassung der Wellenempfangszeit verbessert.
Sogar wenn sich eine Amplitude einer reflektierten Welle ändert, ändert sich eine Zeitdauer von dem Start des Empfangs der reflektierten Welle bis zum dem Peak des Grades der Übereinstimmung weniger wahrscheinlich. Im Vergleich zu dem Verfahren eines Erfassens der Wellenempfangszeit durch Vergleichen der Amplitude mit dem Schwellenwert wird somit eine Verringerung der Genauigkeit der Erfassung der Wellenempfangszeit, die durch die Änderung der Amplitude der reflektierten Welle verursacht wird, verringert oder verhindert. Daher wird eine Verringerung der Genauigkeit der Erfassung eines Abstands von dem Objekt verringert oder verhindert.
Dritte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Frequenz des Pulssignals, und die übrigen Konfigurationen sind dieselben wie in der ersten Ausführungsform. Somit werden nur die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie es in den 12 und 13 gezeigt ist, erzeugt der Pulsgenerator 3 der vorliegenden Ausführungsform ein Pulssignal, dessen Frequenz konstant ist, bevor er einen Durchlauf der Frequenz des Pulssignals durchführt, und gibt das Pulssignal in die Sendeschaltung 2 ein. Insbesondere wenn eine erste Prüfwelle ausgesendet wird, ist die Frequenz des Pulssignals eine vorbestimmte Zeit lang konstant und erhöht sich dann im Verlaufe der Zeit. Wenn eine zweite Prüfwelle ausgesendet wird, ist die Frequenz des Pulssignals eine vorbestimmte Zeit lang konstant und verringert sich dann im Verlaufe der Zeit. Somit wird in das Mikrofon 1 eine AC-Spannung eingegeben, deren Frequenz während einer vorbestimmten Zeit konstant ist, und dann wird eine AC-Spannung eingegeben, deren Frequenz sich im Verlaufe der Zeit ändert.
Wenn die Prüfwelle auf diese Weise ausgesendet wird, ist ein Schalldruck unmittelbar nach dem Start des Empfangs der reflektierten Welle wahrscheinlicher groß, und dieses erleichtert eine Erfassung eines Chirp-Signals.
Wenn das Mikrofon 1 eine erste Prüfwelle aussendet, ist in einer Wellenform der Frequenz der empfangenen Welle eine Erhöhung einer Frequenz eines Signals, das erscheint, bevor ein Aufwärts-Chirp-Signal erscheint, wahrscheinlicher niedrig, und es verringert sich die Frequenz wahrscheinlicher, bevor das Aufwärts-Chirp-Signal erscheint, wie es in 14 gezeigt ist. Wenn das Mikrofon 1 eine zweite Prüfwelle aussendet, ist in einer Wellenform der Frequenz der empfangenen Welle eine Verringerung einer Frequenz eines Signals, das erscheint, bevor ein Abwärts-Chirp-Signal erscheint, wahrscheinlicher niedrig, und es erhöht sich die Frequenz wahrscheinlicher, bevor das Abwärts-Chirp-Signal auftritt. Somit wird die Erfassung eines Chirp-Signals weiter erleichtert, wie es in 15 gezeigt ist.
Eine Frequenz beim Start der Erzeugung des Pulssignals kann sich von einer Frequenz beim Start eines Durchlaufs unterscheiden. Wie es beispielsweise in 16 gezeigt ist, kann ein Durchlauf der Frequenz des Pulssignals von einer niedrigen Frequenz, die weiter entfernt von der Resonanzfrequenz fo ist, in Richtung einer Frequenz, die höher als die Resonanzfrequenz fo ist, durchgeführt werden, nachdem ein Pulssignal mit einer konstanten Frequenz nahe bei der Resonanzfrequenz fo erzeugt wurde.
Wie es jedoch in 12 gezeigt ist, ist, wenn ein Pulssignal mit einer niedrigen Frequenz, die weit entfernt von der Resonanzfrequenz fo ist, erzeugt wird und dann ein Durchlauf von der niedrigen Frequenz aus gestartet wird, um ein Aufwärts-Chirp-Signal zu erzeugen, eine Erhöhung einer Frequenz unmittelbar nach dem Start des Empfangs der reflektierten Welle wahrscheinlicher niedrig, und die Frequenz verringert sich wahrscheinlicher. Wie es in 13 gezeigt ist, ist, wenn ein Pulssignal mit einer hohen Frequenz, die weit entfernt von der Resonanzfrequenz fo ist, erzeugt wird und dann ein Durchlauf von der hohen Frequenz aus gestartet wird, um ein Abwärts-Chirp-Signal zu erzeugen, eine Verringerung der Frequenz unmittelbar nach dem Start eines Empfangs der reflektierten Welle wahrscheinlicher niedrig, und es erhöht sich die Frequenz wahrscheinlicher. Um die Erfassung eines Chirp-Signals zu erleichtern, ist es daher vorteilhaft, ein Pulssignal zu verwenden, wie es in den 12 und 13 gezeigt ist.
Vierte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform in der Struktur des Pulssignals, und die übrigen Konfigurationen sind dieselben wie in der dritten Ausführungsform. Somit werden nur die Unterschiede zu der dritten Ausführungsform beschrieben.
Wie es in 17 gezeigt ist, erzeugt der Pulsgenerator 3 der vorliegenden Ausführungsform gleichzeitig zwei Pulssignale und gibt die Pulssignale in die Sendeschaltung 2 ein. In den 17 und 18 bis 23 (werden später beschrieben) ist eine Frequenz eines der Pulssignale durch eine durchgezogene Linie angegeben, und eine Frequenz des anderen Pulssignals ist durch eine Punkt-Strich-Linie angegeben.
In diesem Fall wird jedes der Pulssignale durch ein Pulssignal, dessen Frequenz konstant ist, und ein Aufwärts-Chirp-Signal oder ein Abwärts-Chirp-Signal ausgebildet, das anschließend erzeugt wird. Eine Länge einer Zeitdauer von dem Start der Erzeugung des Pulssignals bis zu dem Start des Durchlaufs der Frequenz, d.h. eine Länge einer Zeitdauer, während der die Frequenz konstant ist, ist in den beiden Pulssignalen gleich. Eine Länge einer Zeitdauer von dem Start eines Durchlaufs der Frequenz bis zu dem Ende des Durchlaufs ist ebenfalls in den beiden Pulssignalen gleich.
Eine Frequenz des Pulssignals, das das Aufwärts-Chirp-Signal enthält, ist an dem Ende des Durchlaufs höher als eine Frequenz des Pulssignals, das das Abwärts-Chirp-Signal enthält, beim Start der Erzeugung des Pulssignals. Außerdem ist eine Frequenz des Pulssignals, das das Abwärts-Chirp-Signal enthält, an dem Ende des Durchlaufs niedriger als eine Frequenz des Pulssignals, das das Aufwärts-Chirp-Signal enthält, beim Start der Erzeugung des Pulssignals.
Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform, bei der die beiden Pulssignale in Kombination erzeugt werden, die Erfassung eines Chirp-Signals ähnlich wie in der dritten Ausführungsform erleichtert.
Wie es in 18 gezeigt ist, kann sich die Zeitdauer von dem Start der Erzeugung des Pulssignals bis zu dem Start des Durchlaufs der Frequenz in den beiden Pulssignalen unterscheiden.
Wie es in 19 gezeigt ist, kann sich die Frequenz des Pulssignals nach einer Änderung mit einer vorbestimmten Änderungsrate mit einer Änderungsrate ändern, deren Absolutwert größer als derjenige der vorbestimmten Änderungsrate ist. Wie es in 19 gezeigt ist, kann außerdem die Frequenz des Pulssignals, das das Aufwärts-Chirp-Signal enthält, am Ende des Durchlaufs niedriger als die Frequenz des Pulssignals, das das Abwärts-Chirp-Signal enthält, beim Start der Erzeugung des Pulssignals sein. Außerdem kann die Frequenz des Pulssignals, das das Abwärts-Chirp-Signal enthält, am Ende des Durchlaufs höher als die Frequenz des Pulssignals, das das Aufwärts-Chirp-Signal enthält, beim Start der Erzeugung des Pulssignals sein.
Wie es in 20 gezeigt ist, kann die Frequenz des Pulssignals, das das Aufwärts-Chirp-Signal enthält, am Ende des Durchlaufs dieselbe wie die Frequenz des Pulssignals, das das Abwärts-Chirp-Signal enthält, beim Start der Erzeugung des Pulssignals sein.
Wie es in 21 gezeigt ist, kann die Frequenz des Pulssignals, das das Abwärts-Chirp-Signal enthält, am Ende des Durchlaufs dieselbe wie die Frequenz des Pulssignals, das das Aufwärts-Chirp-Signal enthält, beim Start der Erzeugung des Pulssignals sein.
Wie es in 22 gezeigt ist, kann sich eine Länge einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem der Absolutwert der Änderungsrate der Frequenz am Ende des Durchlaufs groß wird, in den beiden Pulssignalen unterscheiden.
Wie es in 23 gezeigt ist, können die beiden Pulssignale ein Aufwärts-Chirp-Signal enthalten. Alternativ können die beiden Pulssignale ein Abwärts-Chirp-Signal enthalten.
Weitere Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann geeignet innerhalb des Bereichs der Ansprüche geändert werden.
In der ersten Ausführungsform kann beispielsweise der Pulsgenerator 3 nur eines aus dem Pulssignal, das das Aufwärts-Chirp-Signal enthält, und des Pulssignals, das das Abwärts-Chirp-Signal enthält, erzeugen.
Außerdem kann die Objekterfassungsvorrichtung zwei Mikrofone 1 enthalten und derart ausgebildet sein, dass eines der Mikrofone 1 und die Sendeschaltung 2 den Sender bilden und das andere der Mikrofone 1 und die Empfangsschaltung 5 den Empfänger bilden.
Außerdem kann die Objekterfassungsvorrichtung mehrere Mikrofone 1 als Sender enthalten. In diesem Fall werden durch Einstellen der Wellenform der Bezugswelle, die in dem Bezugswellenspeicher 2 gespeichert wird, derart, dass sie einer Eigenschaft eines jeweiligen Mikrofons 1 entspricht, individuelle Variationen unter den Mikrofonen 1 verringert werden. In der zweiten Ausführungsform kann die Objekterfassungsvorrichtung mehrere Mikrofone 1 enthalten und derart ausgebildet sein, dass die Zeit ΔT, die in der Abstandbestimmungseinrichtung 9 gespeichert wird, für jedes der Mikrofone 1 eingestellt wird.
Weiterhin muss die Prüfwelle keine Ultraschallwelle sein. Es kann beispielsweise eine elektromagnetische Welle als Prüfwelle verwendet werden. Sogar in einem Fall, in dem die Prüfwelle keine Ultraschallwelle ist und der Sender und der Empfänger jeweils durch eine andere Vorrichtung als das Mikrofon ausgebildet werden, wird die Genauigkeit bei der Bestimmung hinsichtlich der empfangenen Welle ähnlich wie in der ersten Ausführungsform verbessert, wenn die Frequenz der empfangenen Welle die oben beschriebenen Eigenschaften aufweist.
Außerdem kann die Objekterfassungsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass der Bezugswellenspeicher 12 mehrere Bezugswellen für jedes Chirp-Signal speichert und die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 die Bestimmung unter Verwendung einer Bezugswelle durchführt, die aus den Bezugswellen entsprechend einer Außenlufttemperatur oder einer Feuchtigkeit ausgewählt wird. Weiterhin kann ein Änderungsmuster der Frequenz des Pulssignals, das durch den Pulsgenerator 3 erzeugt wird, entsprechend einer Außenlufttemperatur oder einer Feuchtigkeit variieren.
Alternativ kann die Bestimmung durch die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 nur dann durchgeführt werden, wenn die Amplitude, die durch den Signalprozessor 6 erfasst wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Alternativ kann die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 bestimmen, dass die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, wenn der Peak des Grades der Übereinstimmung größer als ein vorbestimmter Wert ist, d.h. wenn die Frequenzdifferenz zwischen der Bezugswelle und der empfangenen Welle kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Weiterhin kann die Frequenzbestimmungseinrichtung 11 alternativ bestimmen, dass die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, wenn eine Frequenzdifferenz zwischen der ersten Bezugswelle und der empfangenen Welle kleiner als eine Frequenzdifferenz zwischen der zweiten Bezugswelle und der empfangenen Welle und kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2373434 [0002]

Claims

Objekterfassungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist und ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs erfasst, wobei die Objekterfassungsvorrichtung aufweist: einen Signalgenerator (3), der ein AC-Signal erzeugt, dessen Frequenz sich im Verlaufe der Zeit entsprechend einem vorbestimmten Muster ändert; mindestens einen Sender (1, 2), der, wenn das AC-Signal eingegeben wird, eine Prüfwelle aussendet, deren Frequenz der Frequenz des AC-Signals entspricht; mindestens einen Empfänger (1, 5), der eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt und ein Signal ausgibt, das einer Amplitude einer empfangenen Welle entspricht; und eine Frequenzbestimmungseinrichtung (11), die eine Bestimmung auf der Grundlage dessen, ob Ausgangssignale des mindestens einen Empfängers ein Signal enthalten, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert, hinsichtlich dessen durchführt, ob die empfangene Welle die reflektierte Welle der Prüfwelle ist, wobei die Frequenzbestimmungseinrichtung die Bestimmung unter Verwendung eines speziellen Ausgangssignals aus den Ausgangssignalen des mindestens einen Empfängers, dessen Frequenz sich entsprechend einem Muster ändert, das dem vorbestimmten Muster ähnelt, und eines Signals durchführt, das dem einen speziellen Signal vorausgeht.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Frequenz des AC-Signals sich im Verlaufe der Zeit monoton erhöht.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei wenn die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, eine Frequenz der empfangenen Welle sich im Verlaufe der Zeit monoton verringert und dann ähnlich wie das AC-Signal monoton erhöht.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Frequenz des AC-Signals sich im Verlaufe der Zeit monoton verringert.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei wenn die empfangene Welle eine reflektierte Welle der Prüfwelle ist, eine Frequenz der empfangenen Welle sich im Verlaufe der Zeit monoton erhöht und dann ähnlich wie das AC-Signal monoton verringert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Frequenz des AC-Signals sich kontinuierlich oder diskret ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Prüfwelle eine Ultraschallwelle ist.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Frequenz des AC-Signals eine Änderung von einer Frequenz aus startet, die sich von einer Resonanzfrequenz des mindestens einen Senders unterscheidet.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Frequenz des AC-Signals eine vorbestimmte Zeit lang konstant ist und dann eine Änderung startet, oder sich mit einer vorbestimmten Änderungsrate ändert und dann mit einer Änderungsrate ändert, deren Absolutwert größer als derjenige der vorbestimmten Änderungsrate ist.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die außerdem einen Bezugswellenspeicher (12) aufweist, der eine Bezugswelle speichert, die eine Wellenform enthält, deren Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert, wobei die Frequenzbestimmungseinrichtung die Bestimmung durch Vergleichen einer Frequenz der Bezugswelle, die in dem Bezugswellenspeicher gespeichert ist, mit einer Frequenz der empfangenen Welle durchführt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Sender mehrere Sender aufweist; und der Bezugswellenspeicher für jeden der Sender eine Bezugswelle speichert, die eine Wellenform enthält, deren Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Bezugswellenspeicher mehrere der Bezugswellen speichert; und die Frequenzbestimmungseinrichtung die Bestimmung unter Verwendung einer Bezugswelle durchführt, die aus den Bezugswellen entsprechend einer Außenlufttemperatur oder einer Feuchtigkeit ausgewählt wird.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Bezugswellenspeicher mehrere der Bezugswellen speichert; und die Frequenzbestimmungseinrichtung die Bestimmung unter Verwendung einer Bezugswelle durchführt, die aus den Bezugswellen entsprechend einer Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines Fahrzeugs ausgewählt wird.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Frequenzbestimmungseinrichtung einen Vergleich einer Korrelation zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle unter Verwendung eines Frequenzfehlers zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle durchführt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei nachdem die Bezugswelle in einer Frequenzrichtung verschoben derart wurde, dass sich eine Differenz zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle auf einer Frequenzachse verringert, die Frequenzbestimmungseinrichtung einen Vergleich der Korrelation zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle unter Verwendung eines Frequenzfehlers zwischen der empfangenen Welle und der empfangenen Welle durchführt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, die außerdem einen Relativgeschwindigkeitsdetektor (13) aufweist, der eine Relativgeschwindigkeit eines Objekts auf der Grundlage einer Größe eines Offsets erfasst, mit dem die Bezugswelle in der Frequenzrichtung derart verschoben wird, dass sich die Differenz zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle auf der Frequenzachse verringert.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei nachdem die Bezugswelle mit einem vorbestimmten Skalierungsfaktor in einer Frequenzrichtung multipliziert wurde, so dass sich eine Differenz zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle auf einer Frequenzachse verringert, die Frequenzbestimmungseinrichtung einen Vergleich der Korrelation zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle unter Verwendung eines Frequenzfehlers zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle durchführt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 17, die außerdem einen Relativgeschwindigkeitsdetektor (13) aufweist, der eine Relativgeschwindigkeit eines Objekts anhand des vorbestimmten Skalierungsfaktors erfasst.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, wobei wenn eine Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle einen minimalen Wert auf einer Zeitachse aufweist, die Frequenzbestimmungseinrichtung eine Bestimmung auf der Grundlage der Frequenzdifferenz hinsichtlich dessen durchführt, ob ein Ausgangssignal des mindestens einen Empfängers ein Signal enthält, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, wobei die Bezugswelle eine erste Bezugswelle ist; der Bezugswellenspeicher eine zweite Bezugswelle speichert, die eine Wellenform enthält, deren Frequenz sich mit einer Änderungsrate ändert, die sich von dem vorbestimmten Muster unterscheidet; und wenn eine Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Welle und der ersten Bezugswelle kleiner als eine Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Welle und der zweiten Bezugswelle ist, die Frequenzbestimmungseinrichtung bestimmt, dass ein Ausgangssignal des mindestens einen Empfängers ein Signal enthält, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, wobei wenn eine Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die Frequenzbestimmungseinrichtung bestimmt, dass ein Ausgangssignal des mindestens einen Empfängers ein Signal enthält, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, wobei die Bezugswelle eine erste Bezugswelle ist; der Bezugswellenspeicher eine zweite Bezugswelle speichert, die eine Wellenform enthält, deren Frequenz sich mit einer Änderungsrate ändert, die sich von dem vorbestimmten Muster unterscheidet; und wenn eine Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Welle und der ersten Bezugswelle kleiner als eine Frequenzdifferenz zwischen der empfangenen Welle und der zweiten Bezugswelle und kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die Frequenzbestimmungseinrichtung bestimmt, dass ein Ausgangssignal des mindestens einen Empfängers ein Signal enthält, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei wenn die Amplitude der empfangenen Welle gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Frequenzbestimmungseinrichtung eine Bestimmung hinsichtlich dessen durchführt, ob ein Ausgangssignal des mindestens einen Empfängers ein Signal enthält, dessen Frequenz sich entsprechend dem vorbestimmten Muster ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, die außerdem einen Abstandsdetektor (9) aufweist, der auf der Grundlage einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem der mindestens eine Sender die Prüfwelle aussendet, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der mindestens eine Empfänger eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt, einen Abstand zu einem Objekt erfasst, das die Prüfwelle reflektiert hat, wobei der Abstandsdetektor einen Abstand zu dem Objekt unter Verwendung eines Zeitpunkts eine vorbestimmte Zeit vor einem Zeitpunkt, zu dem ein Grad einer Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle einen Peak erreicht, als den Zeitpunkt erfasst, zu dem der mindestens eine Empfänger eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 24, die außerdem einen Zeitspeicher (9) aufweist, der eine Zeitdauer von einem Anstieg eines Ausgangssignals des mindestens einen Empfängers bis zu dem Peak des Grades der Übereinstimmung speichert, wobei der Abstandsdetektor einen Abstand zu dem Objekt unter Verwendung eines Zeitpunkts, der dem Zeitpunkt, zu dem der Grad der Übereinstimmung zwischen der empfangenen Welle und der Bezugswelle den Peak erreicht, um die Zeitdauer vorausgeht, die in dem Zeitspeicher gespeichert ist, als den Zeitpunkt erfasst, zu dem der mindestens eine Empfänger eine reflektierte Welle der Prüfwelle empfängt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 25, wobei der mindestens eine Empfänger mehrere Empfänger aufweist; und der Zeitspeicher für jeden der Empfänger eine Zeitdauer von einem Anstieg eines Ausgangssignals des entsprechenden Empfängers bis zu dem Peak des Grades der Übereinstimmung speichert.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei das vorbestimmte Muster entsprechend einer Außenlufttemperatur oder einer Feuchtigkeit korrigiert wird.