DE112019006266T5

DE112019006266T5 - Objekterfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019006266T5
Application number: DE112019006266.2T
Authority: DE
Inventors: Yohei Suzuki; Yu Koyama; Mitsuyasu Matsuura; Satoru NORO; Tetsuya Aoyama; Hideki Otsuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-09-09
Also published as: US20210311189A1; JP2020098158A; CN113196095A; WO2020129450A1; JP7230485B2

Abstract

Eine Objekterfassungsvorrichtung (1) ist ausgelegt, ein Umgebungsobjekt (B) zu erfassen. Die Objekterfassungsvorrichtung weist auf: eine Ansteuersignalerzeugungseinheit (3), die angeordnet ist, ein Ansteuersignal zu erzeugen, das eine Sendeeinheit (20A) ansteuert, die einen Sender (21) enthält, der Sendewellen nach außen aussendet; und eine Steuerungseinheit, die angeordnet ist, eine Ausgabe des Ansteuersignals zu steuern, das von der Ansteuersignalerzeugungseinheit an die Sendeeinheit übertragen wird. Die Ansteuersignalerzeugungseinheit ist ausgelegt, das Ansteuersignal zu erzeugen, dessen Frequenz sich stufenweise ändert.

Description

Querverweis auf betreffende Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 18. Dezember 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-236664 , deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme darauf enthalten ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Objekterfassungsvorrichtung, die ausgelegt ist, Umgebungsobjekte zu erfassen.
Stand der Technik
Eine Vorrichtung zum Erfassen von Objekten unter Verwendung eines Ultraschallsensors ist bekannt. In dem Fall, in dem diese Art von Objekterfassungsvorrichtung an einem Fahrzeug montiert ist, um Hindernisse zu erfassen, kann eine Interferenz zu einer Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit führen. Eine Interferenz kann beispielsweise erzeugt werden, wenn ein Ultraschallsensor, der an einem anderen Fahrzeug in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs montiert ist, Ultraschallwellen aussendet, und der Ultraschallsensor, der an dem eigenen Fahrzeug montiert ist, diese Ultraschallwellen empfängt. In anderen Fällen kann beispielsweise eine Interferenz erzeugt werden, wenn einer von mehreren Ultraschallsensoren, die an dem eigenen Fahrzeug montiert sind, Ultraschallwellen empfängt, die von einem anderen der Ultraschallsensoren ausgesendet werden.
Die Patentliteratur 1 (PTL1) offenbart ein Ultraschall-Multi-Sensor-Array. Das Ultraschall-Multi-Sensor-Array, das in der PTL1 offenbart ist, enthält mindestens zwei Sendeeinheiten und mindestens eine Empfangseinheit. Man beachte, dass einige der Sendeeinheiten parallel betrieben werden können. Gemäß dem Ultraschall-Multi-Sensor-Array werden Ultraschallpulse kodiert, sodass diese für einen parallelen Betrieb geeignet sind. Insbesondere wird die Frequenz des Trägerwellensignals für jede Pulskodierung in den Sendeeinheiten, die parallel betrieben werden, linear moduliert. Mit anderen Worten, die Frequenz des Trägerwellensignals der ersten Sendeeinheit wird während der Pulsdauer bzw. Pulsperiode linear erhöht. Andererseits wird die Frequenz des Trägerwellensignals der zweiten Sendeeinheit in der Pulsdauer bzw. Pulsperiode verringert.
Zitierungsliste
Patentliteratur
PTL1: DE 101 06 142 A1
Zusammenfassung der Erfindung
Wenn die in der PTL1 offenbarte Technik verwendet wird, ist der Ultraschallsensor, der an dem eigenen Fahrzeug montiert ist, in der Lage, zu identifizieren, ob die Empfangswellen Reflexionswellen der Ultraschallwellen sind, die von dem eigenen Ultraschallsensor ausgesendet werden. Insbesondere wird die Identifizierung auf der Grundlage dessen durchgeführt, ob die Empfangswellen eine Frequenzänderung enthalten, die dieselbe wie die Frequenzänderung der Ultraschallwellen ist, die durch den eigenen Ultraschallsensor ausgesendet werden. Somit kann das oben beschriebene Problem der Interferenz gelöst werden.
Die Sendeeinheit, die einen Transducer enthält, der für einen Oszillator verwendet wird, der Ultraschallwellen aussendet, weist eine vorbestimmte Resonanzfrequenz auf. Wenn die Ansteuerfrequenz von der Resonanzfrequenz abweicht, verschlechtert sich das Verfolgungsvermögen der Sendeeinheit. Sogar wenn die Ansteuerfrequenz ähnlich wie bei der Technik, die in der PTL1 beschrieben ist, linear erhöht oder verringert wird, ist es jedoch schwierig, eine gewünschte Breite der Frequenzänderung der Sendewellen zu erzielen. Daher ist es schwierig, gewünschte Identifizierungseigenschaften zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme. Die vorliegende Erfindung schafft eine Konfiguration, die in der Lage ist, das Problem einer Interferenz durch Verbesserung einer Identifizierungseigenschaft hinsichtlich der Sendewellen geeignet zu lösen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Objekterfassungsvorrichtung ausgelegt, ein Umgebungsobjekt zu erfassen. Die Objekterfassungsvorrichtung weist auf: eine Ansteuersignalerzeugungseinheit, die angeordnet ist, ein Ansteuersignal zu erzeugen, das eine Sendeeinheit ansteuert, die einen Sender enthält, der Sendewellen nach außen aussendet; und eine Steuerungseinheit, die angeordnet ist, eine Ausgabe des Ansteuersignals, das von der Ansteuersignalerzeugungseinheit an die Sendeeinheit gesendet wird, zu steuern. Die Ansteuersignalerzeugungseinheit ist ausgelegt, das Ansteuersignal, dessen Frequenz sich stufenweise bzw. schrittweise ändert, zu erzeugen.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit das Ansteuersignal zum Ansteuern der Sendeeinheit. Die Sendeeinheit wird durch das Ansteuersignal angesteuert, wodurch die Sendewellen von dem Sender nach außen ausgesendet werden.
Viele Forscher hinsichtlich der vorliegenden Erfindung haben Eigenschaften entdeckt, gemäß denen die Frequenz der Sendewellen sich einer vorbestimmten Frequenz annähert, wenn die Sendeeinheit mit einer vorbestimmten Frequenz angesteuert wird, die sich von der Resonanzfrequenz unterscheidet.
Mit diesen Eigenschaften ändert die Ansteuersignalerzeugungseinheit die Ansteuerfrequenz schrittweise bzw. stufenweise zwischen einer vorbestimmten ersten Frequenz und einer vorbestimmten zweiten Frequenz.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ändert sich die Ansteuerfrequenz schnell, und es wird das Verfolgungsvermögen der Sendeeinheit verbessert. Somit wird eine gewünschte Breite der Frequenzänderung der Sendewellen erhalten, und es wird eine gewünschte Identifizierungseigenschaft erhalten. Dementsprechend ist es möglich, eine Konfiguration zu schaffen, die in der Lage ist, das Problem einer Interferenz durch Verbessern einer Identifizierungseigenschaft hinsichtlich der Sendewellen geeignet zu lösen.
Man beachte, dass Bezugszeichen in Klammern für die jeweiligen Elemente vorhanden sein können. Diese Bezugszeichen geben jedoch nur ein Beispiel einer Beziehung zwischen den Elementen und speziellen Einrichtungen wieder, die in den später beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind. Daher dienen die oben genannten Bezugszeichen nicht zur Beschränkung der vorliegenden Erfindung.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtkonfiguration einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2A ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines ersten Beispiels eines Ansteuersignals zeigt, das von einer Ansteuersignalerzeugungseinheit gemäß 1 erzeugt wird.
2B ist eine Grafik, die Kennlinien eines Empfangssignals entsprechend dem Ansteuersignal zeigt, das die in 2A gezeigten Frequenzkennlinien aufweist.
2C ist ein Zeitdiagramm, das eine Frequenzkennlinie eines Ansteuersignals eines Vergleichsbeispiels zeigt.
2D ist eine Grafik, die Kennlinien eines Empfangssignals zeigt, das dem Ansteuersignal entspricht, das die in 2C gezeigte Frequenzkennlinie aufweist.
3 ist eine Grafik, die einen Zustand zeigt, in dem sich die Resonanzfrequenz der in 1 gezeigten Sendeeinheit in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert.
4A ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß einem zweiten Beispiel zeigt.
4B ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß dem zweiten Beispiel zeigt.
5A ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß einem dritten Beispiel zeigt.
5B ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß dem dritten Beispiel zeigt.
6A ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß einem vierten Beispiel zeigt.
6B ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß dem vierten Beispiel zeigt.
7A ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß einem fünften Beispiel zeigt.
7B ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß dem fünften Beispiel zeigt.
8A ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß einem sechsten Beispiel zeigt.
8B ist ein Zeitdiagramm, das Frequenzkennlinien eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß dem sechsten Beispiel zeigt.
9 ist ein Zeitdiagramm, das eine Frequenzkennlinie eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß einem Modifikationsbeispiel zeigt.
10 ist ein Zeitdiagramm, das eine Frequenzkennlinie eines Ansteuersignals, das von der in 1 gezeigten Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgegeben wird, gemäß einem anderen Modifikationsbeispiel zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Da verschiedene Modifikationsbeispiele, die für eine Ausführungsform anwendbar sind, zu einer Beeinträchtigung des Verständnisses der Ausführungsformen führen können, wenn diese im Verlaufe der Erläuterung der Ausführungsformen beschrieben werden, werden diese Modifikationsbeispiele anschließend an die Beschreibung der Ausführungsformen beschrieben.
Konfiguration
Gemäß 1 ist eine Objekterfassungsvorrichtung 1 beispielsweise an einem Fahrzeug montiert, das nicht gezeigt ist, und ist ausgelegt, ein Objekt B in der Nähe des Fahrzeugs zu erfassen. Das Fahrzeug, an dem die Objekterfassungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform montiert ist, wird im Folgenden als eigenes Fahrzeug bezeichnet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Objekterfassungsvorrichtung 1 eine Konfiguration eines Ultraschallsensors auf. Mit anderen Worten, die Objekterfassungsvorrichtung 1 ist ausgelegt, Sendewellen als Ultraschallwellen zur Außenseite des eigenen Fahrzeugs auszusenden. Außerdem ist die Objekterfassungsvorrichtung 1 ausgelegt, Reflexionswellen der Sendewellen, die an dem Objekt B reflektiert werden, zu empfangen, woraus die Entfernung zu dem Objekt B ermittelt und erhalten wird. Insbesondere weist die Objekterfassungsvorrichtung 1 eine Transceivereinheit 2, eine Ansteuersignalerzeugungseinheit 3, eine Steuerungseinheit 4 und eine Temperaturbeschaffungseinheit 5 auf.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Objekterfassungsvorrichtung 1 ausgelegt, über eine einzelne Transceivereinheit 2 eine Sende-Empfangs-Funktion zu realisieren. Mit anderen Worten, die einzelne Transceivereinheit 2 enthält einen einzelnen Transducer 21. Außerdem enthält die Transceivereinheit 2 einen Sender 20A und einen Empfänger 20B. Der Sender 20A und der Empfänger 20B verwenden den gemeinsamen Transducer 21, sodass eine Sendefunktion als auch eine Empfangsfunktion bereitgestellt wird.
Die Transceivereinheit 2 weist insbesondere den Transducer 21, eine Sendeschaltung 22 und eine Empfangsschaltung 23 auf. Der Sender 20A enthält den Transducer 21 und die Sendeschaltung 22. Außerdem enthält der Empfänger 20B den Transducer 21 und die Empfangsschaltung 23.
Der Transducer 21 ist mit der Sendeschaltung 22 und der Empfangsschaltung 23 elektrisch verbunden. Der Transducer 21 weist eine Funktion eines Senders, der Sendewellen nach außen aussendet, und eine Funktion eines Empfängers auf, der Reflexionswellen empfängt. Insbesondere ist der Transducer 21 als ein Ultraschallmikrofon ausgebildet, das ein elektromechanisches Energieumwandlungselement wie ein piezoelektrisches Element beinhaltet. Der Transducer 21 ist der Außenfläche des eigenen Fahrzeugs zugewandt angeordnet und ist in der Lage, die Sendewellen zur Außenseite des eigenen Fahrzeugs auszusenden und die Reflexionswellen von der Außenseite des eigenen Fahrzeugs zu empfangen.
Die Sendeschaltung 22 ist ausgelegt, den Transducer 21 auf der Grundlage des empfangenen Ansteuersignals anzusteuern, wodurch bewirkt wird, dass der Transducer 21 Sendewellen in einem Ultraschallfrequenzband aussendet. Insbesondere enthält die Sendeschaltung 22 eine Digital/Analog-Wandlungsschaltung oder Ähnliches. Das heißt, die Sendeschaltung 22 wendet eine Digital/Analog-Wandlung oder Ähnliches auf das Ansteuersignal an, das von der Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 ausgegeben wird, und legt die dadurch erzeugte AC-Spannung an den Transducer 21 an.
Die Empfangsschaltung 23 erzeugt ein Empfangssignal in Abhängigkeit von einem Empfangszustand der Ultraschallwellen an dem Transducer 21 und gibt das erzeugte Empfangssignal an die Steuerungseinheit 4 aus. Die Empfangsschaltung 23 enthält insbesondere eine Verstärkerschaltung und eine Analog/Digital-Wandlungsschaltung oder Ähnliches. Mit anderen Worten, die Empfangsschaltung 23 ist ausgelegt, einen Verstärkungsprozess und eine Analog/Digital-Wandlung auf das von dem Transducer 21 empfangene Spannungssignal anzuwenden, um das Empfangssignal in Abhängigkeit von einer Amplitude der empfangenen Ultraschallwellen zu erzeugen und auszugeben.
Somit ist die Transceivereinheit 2 derart ausgebildet, dass der Transducer 21 als ein Transceiver die Sendewellen aussendet und Reflexionswellen der Sendewellen, die von diesem selbst ausgesendet werden, empfängt, wodurch das Empfangssignal in Abhängigkeit von der Entfernung zu dem Objekt B erzeugt wird.
Die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 ist angeordnet, ein Ansteuersignal zu erzeugen, das den Sender 20A ansteuert. Das Ansteuersignal dient als ein Signal zum Ansteuern des Senders 20A, um zu bewirken, dass der Transducer 21 die Sendewellen aussendet. Das Ansteuersignal ist beispielsweise ein Pulssignal in dem Ultraschallfrequenzband. Die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 ist ausgelegt, ein Ansteuersignal zu erzeugen, dessen Frequenz sich stufenweise bzw. schrittweise ändert. Ein spezielles Beispiel des Ansteuersignals wird später beschrieben.
Die Steuerungseinheit 4 ist angeordnet, die Ausgabe des Ansteuersignals, das von der Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 an den Sender 20A übertragen wird, zu steuern und ein Empfangssignal, das von dem Empfänger 20B ausgeben wird, zu verarbeiten. Die Steuerungseinheit 4 ist insbesondere ausgelegt, ein Steuerungssignal an die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 auszugeben, wodurch ein Sendezustand der Sendewellen von dem Sender 20A gesteuert wird. Die Steuerungseinheit 4 steuert insbesondere die Frequenz des Ansteuersignals, das durch die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 erzeugt wird, und den Ausgabezeitpunkt. Außerdem ist die Steuerungseinheit 4 ausgelegt, das Empfangssignal von der Empfängerschaltung 23 zu empfangen, während sie den Betrieb der Empfangsschaltung 23 steuert, wodurch das Vorhandensein des Objektes B und die Entfernung zwischen dem Transducer 21 und dem Objekt B erfasst wird.
Außerdem ist die Steuerungseinheit ausgelegt, die Frequenz des Ansteuersignals in Abhängigkeit von einer Änderung der Umgebungstemperatur, die durch die Temperaturbeschaffungseinheit 5 beschafft wird, zu ändern. Die Umgebungstemperatur bezieht sich auf eine Temperatur in der Umgebung des Transceivers 2, das heißt des Transducers 21, und ist typischerweise eine Fahrzeugaußentemperatur. Die Temperaturbeschaffungseinheit 5 ist angeordnet, der Umgebungstemperatur entsprechende Informationen zu beschaffen. Insbesondere ist die Temperaturbeschaffungseinheit 5 ausgelegt, das Ausgangssignal eines Temperatursensors wie eines Außentemperatursensors (nicht gezeigt), der an dem eigenen Fahrzeug montiert ist, zu empfangen und das Empfangsergebnis an die Steuerungseinheit 4 auszugeben.
Gesamtbetrieb
Im Folgenden werden ein Gesamtbetrieb einer Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform und Wirkungen und Vorteile, die durch die Konfiguration erhalten werden, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Gemäß der in 1 gezeigten Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform gibt die Steuerungseinheit 4 das Steuerungssignal an die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 aus. Dann erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 das Ansteuersignal und gibt das Ansteuersignal an den Sender 20A aus. Mit diesem Ansteuersignal wird der Sender 20A angesteuert. Mit anderen Worten, die Sendeschaltung 22 regt den Transducer 21 an. Somit dient der Transducer 21 als ein Sender, der Sendewellen nach außerhalb der Objekterfassungsvorrichtung 1, das heißt nach außerhalb des eigenen Fahrzeugs, aussendet. Die Anregungsfrequenz des Transducers 21 hängt von der Frequenz des Ansteuersignals ab.
In dem Fall, in dem die Reflexionswellen, die von dem Objekt B reflektiert werden, durch den Transducer 21 empfangen werden, der als ein Empfänger dient, erzeugt die Empfangsschaltung 23 das Empfangssignal in Abhängigkeit von dem Empfangszustand der Ultraschallwellen an dem Transducer 21 und gibt das erzeugte Empfangssignal an die Steuerungseinheit 4 aus. Somit wird das Objekt B erfasst. Es wird die Entfernung zwischen dem Transducer 21 und dem Objekt B wird beschafft.
Erstes spezielles Beispiel
2A zeigt ein spezielles Beispiel des Ansteuersignals. Die Frequenz des Ansteuersignals wird im Folgenden als Ansteuerfrequenz bezeichnet. In 2A gibt die horizontale Achse t die Zeit an, und die vertikale Achse f gibt die Ansteuerfrequenz an.
Eine Sendestartzeit ts gibt eine Startzeit der Ausgabe des Ansteuersignals an, eine Sendeendzeit te gibt die Endzeit der Ausgabe des Ansteuersignals an, und eine Zwischenzeit tm gibt eine Zeit zwischen der Sendestartzeit ts und der Sendeendzeit te an. Eine Periode bzw. Zeitdauer von der Sendestartzeit ts bis zu der Zwischenzeit tm wird als erste Periode T1 bezeichnet. Außerdem wird eine Periode bzw. Zeitdauer von der Zwischenzeit tm bis zu der Sendeendzeit te als zweite Periode T2 bezeichnet.
Man beachte, dass fs eine Startfrequenz angibt und fe eine Endfrequenz angibt. Die Startfrequenz fs ist eine Ansteuerfrequenz zu der Sendestartzeit ts. Die Endfrequenz fe ist eine Ansteuerfrequenz zu der Sendeendzeit te. Die maximale Frequenz fmax gibt einen maximalen Wert der Ansteuerfrequenz an. Die minimale Frequenz fmin gibt einen minimalen Wert der Ansteuerfrequenz an. Die Mittenfrequenz fc ist ein Mittelwert bzw. Zentrumswert zwischen der maximalen Frequenz fmax und der minimalen Frequenz fmin. Außerdem gibt fr eine Resonanzfrequenz des Senders 20A an. Typischerweise stimmt die Resonanzfrequenz im Wesentlichen mit der Resonanzfrequenz des Transducers 21 überein.
Hier ist ein Beispiel gezeigt, bei dem sich die Ansteuerfrequenz diskret derart ändert, dass sich die Ansteuerfrequenz stufenweise bzw. schrittweise ändert. In dem vorliegenden Beispiel ist die Startfrequenz fs insbesondere gleich der minimalen Frequenz fmin, und die Endfrequenz fe ist gleich der maximalen Frequenz. Außerdem wird in dem vorliegenden Beispiel die Ansteuerfrequenz während einer ersten Periode T1 von der Sendestartzeit ts bis zu der Zwischenzeit tm konstant auf der minimalen Frequenz fmin gehalten. Außerdem wird die Ansteuerfrequenz während einer zweiten Periode T2 von der Zwischenzeit tm bis zu der Sendeendzeit te konstant auf der maximalen Frequenz fmax gehalten. Gemäß dem vorliegenden Beispiel erhöht sich die Ansteuerfrequenz bei der Zwischenzeit tm diskret von der minimalen Frequenz fmin auf die maximale Frequenz fmax. Die Startfrequenz fs entspricht einer ersten Frequenz und die Endfrequenz entspricht einer zweiten Frequenz.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 das Ansteuersignal, bei dem die Frequenz in der ersten Periode T1 die minimale Frequenz fmin ist und die Frequenz in der an die erste Periode T1 anschließenden zweiten Periode T2 die maximale Frequenz fmax ist, die sich von der minimalen Frequenz fmin unterscheidet. Außerdem erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 in dem vorliegenden Beispiel das Ansteuersignal, bei dem die Mittenfrequenz fc gleich der Resonanzfrequenz fr ist. Mit anderen Worten, die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz fr und der minimalen Frequenz fmin als eine Ansteuerfrequenz während der ersten Periode T1 ist gleich der Differenz zwischen der Resonanzfrequenz fr und der maximalen Frequenz fmax als eine Ansteuerfrequenz während der zweiten Periode T2. Somit ist in dem vorliegenden Beispiel die erste Periode T1 gleich der zweiten Periode T2.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel stellt die Steuerungseinheit 4 insbesondere die Ansteuerfrequenz und deren Ausgabezeitpunkt wie folgt ein bzw. steuert diese. Die Startfrequenz fs wird derart eingestellt, dass sie mit der minimalen Frequenz fmin übereinstimmt. In der ersten Periode T1 wird die Ansteuerfrequenz konstant auf der minimalen Frequenz fmin gehalten. Die Ansteuerfrequenz wird derart eingestellt, dass sie bei der Zwischenzeit tm, die die Endzeit der ersten Periode T1 und die Startzeit der zweiten Periode T2 ist, diskret von der minimalen Frequenz fmin auf die maximale Frequenz fmax erhöht wird. In der an die Zwischenzeit tm anschließenden zweiten Periode T2 wird die Ansteuerfrequenz konstant auf der maximalen Frequenz fmax gehalten. Die Endfrequenz fe wird derart eingestellt, dass sie mit der maximalen Frequenz fmax übereinstimmt. Die Mittenfrequenz fc zwischen der minimalen Frequenz fmin und der maximalen Frequenz fmax wird derart eingestellt, dass sie mit der Resonanzfrequenz fr übereinstimmt.
2B ist eine Grafik, die Eigenschaften bzw. Kennlinien des Empfangssignals entsprechend dem Ansteuersignal zeigt, das die in 2A gezeigten Frequenzkennlinien aufweist. In 2B ist die Empfangsstartzeit tr1 eine Zeit, zu der die Reflexionswellen der Sendewellen, die der Sendestartzeit ts entsprechen, empfangen werden. Die Empfangsendzeit tr2 ist eine Zeit, zu der die Reflexionswellen der Sendewellen, die der Sendeendzeit te entsprechen, empfangen werden. Außerdem gibt Va eine Amplitude des Empfangssignals an, und f gibt eine Empfangsfrequenz, das heißt die Frequenz des Empfangssignals, an.
Ein Vergleichsbeispiel ist in den 2C und 2D gezeigt, bei dem die Ansteuerfrequenz von der minimalen Frequenz fmin auf die maximale Frequenz fmax linear erhöht wird. 2C zeigt Frequenzeigenschaften bzw. die Frequenzkennlinie des Ansteuersignals entsprechend 2A. 2D zeigt Eigenschaften bzw. Kennlinien des Empfangssignals entsprechend 2B. In den 2B und 2D ist die Frequenzänderungsbreite Δf eine Differenz zwischen der maximalen Frequenz und der minimalen Frequenz des Empfangssignals während einer Periode von der Empfangsstartzeit tr1 bis zu der Empfangsendzeit tr2, wobei diese einen Wert aufweist, der der Identifizierungseigenschaft entspricht.
Der Sender 20A, der den Transducer 21 enthält, der für einen Oszillator verwendet wird, der Ultraschallwellen aussendet, weist eine vorbestimmte Resonanzfrequenz fr auf. Der Transducer 21 als ein Ultraschallresonanzmikrofon weist ähnliche Eigenschaften wie ein Bandpassfilter auf. Das heißt, das Frequenzband, in dem der Sender 20A in der Lage ist, Ultraschallwellen geeignet zu senden/empfangen, ist auf ± einige Breiten-% in Bezug auf die Resonanzfrequenz fr begrenzt. Je weiter die Ansteuerfrequenz von der Resonanzfrequenz fr entfernt ist, umso schlechter ist das Verfolgungsvermögen des Senders 20A.
Eine Kurve, die in 3 durch eine durchgezogene Linie gezeichnet ist, zeigt eine Empfindlichkeits-Frequenzkennlinie bei der Umgebungstemperatur von 25 Grad Celsius, wenn der Transducer 21 als ein Empfänger verwendet wird. In 3 gibt die vertikale Achse S die Empfindlichkeit an, und die horizontale Achse f gibt die Frequenz an. Die Empfindlichkeit von 0 dB entspricht dem maximalen Wert der Intensität der Sendewellen. Das Frequenzband Δfb, das in 3 gezeigt ist, gibt einen Bereich der Empfindlichkeit von 0 bis Sb [dB] an, wobei die Empfindlichkeit bei der Resonanzfrequenz fr gleich 0 [dB] ist. Das Frequenzband Δfb, in dem der Sender 20A in der Lage ist, Ultraschallwellen geeignet zu senden/empfangen, reicht von der unteren Grenzfrequenz fd bis zu der oberen Grenzfrequenz fu, was der Empfindlichkeit von 0 bis Sb [dB] entspricht. Die Empfindlichkeit Sb ist beispielsweise typischerweise -3 [dB]. Die minimale Frequenz fmin wird regelmäßig auf die untere Grenzfrequenz fd oder nahe bei der unteren Grenzfrequenz fd eingestellt. Auf ähnliche Weise wird die maximale Frequenz fmax regelmäßig auf die obere Grenzfrequenz fu oder in der Umgebung der oberen Grenzfrequenz fu eingestellt.
Diesbezüglich wird gemäß dem Vergleichsbeispiel die Resonanzfrequenz fr auf die Mittenfrequenz fc eingestellt, die zwischen der minimalen Frequenz fmin und der maximalen Frequenz fmax liegt, und die Ansteuerfrequenz wird linear von der minimalen Frequenz fmin in Richtung der maximalen Frequenz fmax erhöht. Man beachte, dass die minimale Frequenz fmin als die Startfrequenz fs und die maximale Frequenz fmax als die Endfrequenz fe Werte sind, die am weitesten von der Resonanzfrequenz fr entfernt sind. Somit verschlechtert sich das Verfolgungsvermögen des Senders 20A signifikant in der Nähe der Sendestartzeit ts und der Sendeendzeit te.
In dem Fall des Vergleichsbeispiels ist dementsprechend eine gewünschte Breite der Frequenzänderung der Sendewellen schwierig zu erzielen. Wie es in 2D gezeigt ist, ist es somit schwierig, für die Frequenzänderungsbreite Δf in dem Empfangssignal einen ausreichend großen Wert zu erhalten, der eine geeignete Identifizierungseigenschaft angibt.
Andererseits haben verschiedene Forscher hinsichtlich der vorliegenden Erfindung Eigenschaften entdeckt, gemäß denen sich die Frequenz der Sendewellen an eine vorbestimmte Frequenz annähert, wenn der Sender 20A mit einer vorbestimmten Frequenz angesteuert wird, die sich von der Resonanzfrequenz fr unterscheidet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ändert die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 gemäß diesen Eigenschaften die Ansteuerfrequenz schrittweise bzw. stufenweise zwischen einer ersten vorbestimmten Frequenz und einer zweiten vorbestimmten Frequenz.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ändert sich die Ansteuerfrequenz schnell, und es wird das Verfolgungsvermögen des Senders 20A verbessert. Somit wird eine gewünschte Breite der Frequenzänderung der Sendewellen erhalten. Wie es in 2B gezeigt ist, kann dann ein ausreichend großer Wert für die Frequenzänderungsbreite Δf in dem Empfangssignal erhalten werden, der eine geeignete Identifizierungseigenschaft angibt. Das heißt, es wird eine gewünschte Identifizierungseigenschaft erhalten. Somit wird gemäß der oben beschriebenen Konfiguration die Identifizierungseigenschaft der Sendewellen verbessert, wodurch das Problem der Interferenz gelöst werden kann.
Man beachte, dass die oben beschriebenen Wirkungen und Vorteile auch für einen Fall gelten, in dem das Ansteuersignal ein Frequenzänderungsmuster aufweist, das entgegengesetzt zu demjenigen in 2A ist. Gemäß diesem Ansteuersignal ist die Startfrequenz fs gleich der maximalen Frequenz fmax, und die Endfrequenz fe ist gleich der minimalen Frequenz fmin. Außerdem ist die Ansteuerfrequenz während der ersten Periode T1 von der Sendestartzeit ts bis zu der Zwischenzeit tm konstant bei der maximalen Frequenz fmax. Weiterhin ist die Ansteuerfrequenz während der zweiten Periode T2 von der Zwischenzeit tm bis zu der Sendeendzeit te konstant bei der minimalen Frequenz fmin. Außerdem wird die Ansteuerfrequenz bei der Zwischenzeit tm diskret von der maximalen Frequenz fmax auf die minimale Frequenz fmin verringert.
Nun variiert die Resonanzfrequenz fr in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Eine Kurve, die in 3 durch eine gepunktete Linie angegeben ist, zeigt die Frequenzkennlinie der Empfindlichkeit bei der Umgebungstemperatur von -10 Grad Celsius. Außerdem zeigt eine Kurve, die durch eine Punkt-Strich-Linie angegeben ist, die Frequenzkennlinie der Empfindlichkeit bei der Umgebungstemperatur von 50 Grad Celsius. Somit verringert sich die Resonanzfrequenz fr in Verbindung mit einer Temperaturerhöhung in dem Umgebungstemperaturbereich, der für eine fahrzeugeigene Objekterfassungsvorrichtung 1 erwartet wird.
Diesbezüglich weist die Objekterfassungsvorrichtung 1 gemäß einer Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform die Temperaturbeschaffungseinheit 5 auf, die Informationen über die Umgebungstemperatur beschafft. Außerdem ändert die Steuerungseinheit 4 die Ansteuerfrequenz in Abhängigkeit von einer Änderung der Umgebungstemperatur. Die Steuerungseinheit 4 korrigiert insbesondere die Startfrequenz fs, die Endfrequenz fe, die minimale Frequenz fmin und die maximale Frequenz fmax auf der Grundlage bzw. in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Somit kann die Identifizierungseigenschaft unabhängig von einer Änderung der Umgebungstemperatur weiter verbessert werden.
Zweites spezielles Beispiel
4A zeigt ein weiteres spezielles Beispiel des Ansteuersignals. Das in 4A gezeigte Beispiel betrifft einen Fall, bei dem der Frequenzpegel des Beispiels, das in 2A gezeigt ist, verschoben ist. Der Ausgabezeitpunkt des Ansteuersignals, das heißt der Änderungszeitpunkt der Ansteuerfrequenz, in dem Beispiel der 4A ist derselbe wie in dem Beispiel der 2A. Wie es in 4A gezeigt ist, kann sich die Mittenfrequenz fc von der Resonanzfrequenz fr unterscheiden. Dasselbe gilt für den in 4B gezeigten Fall, bei dem die Ansteuerfrequenz zu der Zwischenzeit tm diskret von der maximalen Frequenz fmax auf die minimale Frequenz fmin verringert wird.
Drittes spezielles Beispiel
5A zeigt ein weiteres spezielles Beispiel des Ansteuersignals. Wie es in 5A gezeigt ist, können die Startfrequenz fs und die minimale Frequenz fmin derart eingestellt werden, dass sie niedriger als die untere Grenzfrequenz fd sind. Außerdem können die Endfrequenz fe und die maximale Frequenz fmax derart eingestellt werden, dass sie größer als die obere Grenzfrequenz fu sind.
Mit anderen Worten, die Steuerungseinheit 4 stellt die Startfrequenz fs und die minimale Frequenz fmin auf außerhalb des Frequenzbandes Δfb ein. Außerdem stellt die Steuerungseinheit 4 die Endfrequenz fe und die maximale Frequenz fmax auf außerhalb des Frequenzbandes Δfb ein.
In dem Fall jedoch, in dem eine Abweichung zwischen der unteren Grenzfrequenz fd, der Startfrequenz fs und der minimalen Frequenz fmin zu groß ist, wird das Verfolgungsvermögen des Senders 20A schlechter. Auf ähnliche Weise wird in dem Fall, in dem eine Abweichung zwischen der oberen Grenzfrequenz fu, der Endfrequenz fe und der maximalen Frequenz fmax zu groß ist, das Verfolgungsvermögen des Senders 20A schlechter. Somit sollten diese Abweichungen auf eine untere bzw. minimale Grenze eingestellt werden, bei dem eine geeignete bzw. gute Identifizierungseigenschaft noch erreicht werden kann. Insbesondere werden beispielsweise die Startfrequenz fs, die Endfrequenz fe, die minimale Frequenz fmin und die maximale Frequenz fmax derart eingestellt, dass die Empfindlichkeit in einem Bereich von -3,1 bis -3,5 [dB] liegt.
Wie es oben beschrieben wurde, gibt es in dem Fall, in dem die Ansteuerfrequenz auf außerhalb des Frequenzbandes Δfb eingestellt wird, wie es in 3 gezeigt ist, das Problem, dass die Empfindlichkeit sich aufgrund einer Temperaturänderung signifikant verschlechtern bzw. verringern kann. In diesem Fall würde eine Änderung der Ansteuerfrequenz in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, das heißt eine Korrektur der Ansteuerfrequenz, besonders wichtig sein.
Man beachte, dass die oben beschriebenen Wirkungen und Vorteile auch in dem Fall erhalten werden, in dem die Ansteuerfrequenz bei der Zwischenzeit tm diskret von der maximalen Frequenz fmax auf die minimale Frequenz fmin verringert wird, wie es in 5B gezeigt ist.
Viertes spezielles Beispiel
6A zeigt ein weiteres spezielles Beispiel. Das in 6A gezeigte Beispiel betrifft einen Fall, bei dem der Zeitpunkt der Zwischenzeit tm des in 4A gezeigten Beispiels anders ist. Mit anderen Worten, gemäß dem in 6A gezeigten Beispiel weist die Startfrequenz fs, das heißt die minimale Frequenz fmin, eine größere Differenz zu der Resonanzfrequenz fr auf als die Endfrequenz fe, das heißt die maximale Frequenz fmax. Wie es oben beschrieben wurde, wird bei einer großen Differenz zwischen der Ansteuerfrequenz und der Resonanzfrequenz fr das Verfolgungsvermögen des Senders 20A schlechter.
Aus diesem Grund wird in dem in 6A gezeigten Beispiel die erste Periode T1, die der minimalen Frequenz fmin entspricht, auf länger als die zweite Periode T2 eingestellt. Mit anderen Worten, die Steuerungseinheit 4 stellt aus der ersten Periode T1 und der zweiten Periode T2 die erste Periode T1, die der Ansteuerfrequenz mit der größeren Differenz zu der Resonanzfrequenz fr entspricht, auf länger als die zweite Periode ein. Somit kann die Identifizierungseigenschaft weiter verbessert werden.
Man beachte, dass die oben beschriebenen Wirkungen und Vorteile auch für einen Fall gelten, in dem die Ansteuerfrequenz bei der Zwischenzeit tm diskret von der maximalen Frequenz fmax auf die minimale Frequenz fmin verringert wird.
Fünftes spezielles Beispiel
7A und 7B zeigen ein weiteres spezielles Beispiel des Ansteuersignals. Wie es in 7A gezeigt ist, kann eine dritte Periode bzw. Zeitdauer T3 als eine Ausgabeperiode einer Zwischenfrequenz fi zwischen der ersten Periode T1 mit der minimalen Frequenz fmin und der zweiten Periode T2 als die Ausgabeperiode der maximalen Frequenz fmax bereitgestellt werden.
In dem Beispiel der 7A wird die Zwischenfrequenz fi, die der dritten Frequenz entspricht, auf eine Frequenz zwischen der minimalen Frequenz fmin und der maximalen Frequenz fmax eingestellt. In diesem Fall wird die Ansteuerfrequenz bei der ersten Zwischenzeit tm1 diskret von der minimalen Frequenz fmin auf die Zwischenfrequenz fi erhöht. Danach wird die Ansteuerfrequenz bei der Zwischenzeit tm2 diskret von der Zwischenfrequenz fi auf die maximale Frequenz fmax erhöht.
In dem in 7A gezeigten Beispiel wird die Ansteuerfrequenz in der ersten Periode T1 von der Sendestartzeit ts bis zu der ersten Zwischenzeit tm1 konstant auf der Startfrequenz fs gehalten, das heißt der minimalen Frequenz fmin. Außerdem wird die Ansteuerfrequenz in der dritten Periode T3 von der ersten Zwischenzeit tm 1 bis zu der zweiten Zwischenzeit tm2 konstant auf der Zwischenfrequenz fi gehalten. Danach wird die Ansteuerfrequenz konstant auf der Endfrequenz fe, das heißt der maximalen Frequenz fmax, gehalten.
Wie es in 7B gezeigt ist, kann auf ähnliche Weise eine dritte Periode T3 als eine Ausgabeperiode der Zwischenfrequenz fi zwischen der ersten Periode T1 als einer Ausgabeperiode der maximalen Frequenz fmax und der zweiten Periode T2 als einer Ausgabeperiode der minimalen Frequenz fmin bereitgestellt werden. In dem in 7B gezeigten Beispiel wird die Zwischenfrequenz fi als zwischen der maximalen Frequenz fmax und der minimalen Frequenz fmin liegend festgelegt.
Somit erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 in den in 7A und 7B gezeigten Beispielen das Ansteuersignal derart, dass dessen Frequenz in der dritten Periode T3 zwischen der ersten Periode T1 und der zweiten Periode T2 zu der Zwischenfrequenz fi wird, die sich von der Startfrequenz fs und der Endfrequenz fe unterscheidet. Man beachte, dass die Zwischenfrequenz fi in den in 7A und 7B gezeigten Beispielen dieselbe wie die Mittenfrequenz fc sein kann oder sich von der Mittenfrequenz fc unterscheiden kann. Auf ähnliche Weise kann in den in 7A und 7B gezeigten Beispielen die Zwischenfrequenz fi dieselbe wie die Resonanzfrequenz fr sein oder kann sich von der Resonanzfrequenz fr unterscheiden.
Sechstes spezielles Beispiel
8A und 8B zeigen ein weiteres Beispiel des Ansteuersignals. 8A ist ein Beispiel eines Falls, in dem die Zwischenfrequenz fi in dem in 7A gezeigten Beispiel zu einer Seite weiter von der Resonanzfrequenz weg zu der maximalen Frequenz fmax verschoben wird, das heißt zu einer Hochfrequenzseite hin. Das in 8B gezeigte Beispiel ist ein Fall, in dem die Zwischenfrequenz fi in dem in 7B gezeigten Beispiel weiter zu einer Seite von der Resonanzfrequenz weg zu der minimalen Frequenz fmin verschoben ist, das heißt zu einer Niederfrequenzseite.
Insbesondere erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 in den in 8A und 8B gezeigten Beispielen das Ansteuersignal derart, dass deren Frequenz in der dritten Periode T3 zwischen der ersten Periode T1 und der zweiten Periode T2 zu einer Zwischenfrequenz fi wird, die sich von der Startfrequenz fs und der Endfrequenz fe unterscheidet. Die Steuerungseinheit 4 stellt die Startfrequenz fs, die Endfrequenz fe und die Zwischenfrequenz fi derart ein, dass die Zwischenfrequenz fi von der Resonanzfrequenz fr in der Richtung verschoben wird, in der die Endfrequenz fe vorhanden ist, und die Zwischenfrequenz fi eine größere Differenz zu der Resonanzfrequenz fr als die Endfrequenz fe aufweist.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann eine Größe einer Änderung der Ansteuerfrequenz bei der ersten Zwischenzeit tm 1 als der Endzeit der ersten Periode T1 auf größer eingestellt werden. Daher kann das Verfolgungsvermögen des Senders 20A weiter verbessert werden.
Modifikationen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Somit können die oben beschriebenen Ausführungsformen geeignet modifiziert werden. Im Folgenden werden typische Modifikationsbeispiele beschrieben. In der Erläuterung der folgenden Modifikationsbeispiele werden hauptsächlich die sich von der oben beschriebenen Ausführungsform unterscheidenden Konfigurationen beschrieben. Außerdem werden in der oben beschriebenen Ausführungsformen und den Modifikationsbeispielen dieselben Bezugszeichen für dieselben oder äquivalente Abschnitte verwendet. Somit gilt in der Erläuterung der folgenden Modifikationsbeispiele die Erläuterung der oben beschriebenen Ausführungsform für Elemente, die dieselben Bezugszeichen wie in der oben beschriebenen Ausführungsform aufweisen, ebenfalls, wenn nicht eine technische Inkonsistenz besteht oder eine zusätzliche Erläuterung erfolgt.
Die Objekterfassungsvorrichtung 1 ist nicht auf eine fahrzeugeigene Vorrichtung, das heißt eine Vorrichtung, die an dem Fahrzeug montiert ist, beschränkt. Mit anderen Worten, die Objekterfassungsvorrichtung 1 kann an Schiffen oder fliegenden Objekten montiert sein bzw. werden.
Wie es in 1 gezeigt ist, kann die Objekterfassungsvorrichtung 1 die Transceivereinheit 2 und die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 als eine jeweilige einzelne bzw. einzige Einheit aufweisen. Alternativ kann die Objekterfassungsvorrichtung 1 mehrere Transceiver 2 aufweisen.
In dem Fall, in dem zwei Transceiver 2 angeordnet sind, ist die Objekterfassungsvorrichtung 1 ausgelegt, zu ermöglichen, dass den Transceivern 2 Ansteuersignale unterschiedlicher Wellenformen bzw. Gestalten zugeführt werden. In dem Fall beispielsweise, in dem zwei Transceiver 2 angeordnet sind, wird das in 4A gezeigte Ansteuersignal einem Transceiver 2 zugeführt, und das in 4B gezeigte Ansteuersignal wird dem anderen Transceiver 2 zugeführt. Somit werden die Sendewellen von den jeweiligen Transceivern 2 geeignet bzw. richtig identifiziert.
Die Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 kann ausgelegt sein, eine Wellenform bzw. Gestalt eines Ansteuersignals aus mehreren Arten von Wellenformen der Ansteuersignale, die in den oben beschriebenen speziellen Beispielen gezeigt sind, auszuwählen und das ausgewählte Ansteuersignal auszugeben. Mit anderen Worten, die Steuerungseinheit 4 kann ausgelegt sein, einen Auswahlbefehl zu empfangen, der einem nicht gezeigten Eingabeabschnitt zugeführt wird, und die Wellenform des Ansteuersignals auf der Grundlage des empfangenen Auswahlbefehls auszuwählen. Sogar in einem Fall, in dem mehrere Objekterfassungsvorrichtungen 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an dem eigenen Fahrzeug oder an mehreren Fahrzeugen montiert sind, können somit die Sendewellen von den jeweiligen Objekterfassungsvorrichtungen 1 geeignet bzw. richtig identifiziert werden.
Die Objekterfassungsvorrichtung 1 ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, die in der Lage ist, Ultraschallwellen durch einen einzelnen Transducer 21 zu senden/empfangen. Ein Transducer 21 zum Senden, der mit der Sendeschaltung 22 elektrisch verbunden ist, und ein Transducer 21 zum Empfangen, der elektrisch mit der Empfangsschaltung 23 verbunden ist, können parallel bereitgestellt werden.
Die Konfigurationen der jeweiligen Abschnitte in der Sendeschaltung 22 und der Empfangsschaltung 23 sind nicht auf die oben beschriebenen speziellen Beispiele beschränkt. Es kann beispielsweise eine Digital/Analog-Wandlungsschaltung in der Ansteuersignalerzeugungseinheit 3 anstelle der Sendeschaltung 22 bereitgestellt werden.
Die Ansteuersignalwellenform bzw. -gestalt ist nicht auf die oben beschriebenen speziellen Beispiele beschränkt. In den oben beschriebenen speziellen Beispielen wird die Ansteuerfrequenz in der ersten Periode T1 und der zweiten Periode T2 jeweils konstant gehalten. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
In dem in 2A gezeigten Beispiel kann beispielsweise die Startfrequenz fs näher bei der Resonanzfrequenz fr als die minimale Frequenz fmin sein. Das heißt, die Ansteuerfrequenz kann gemäß einer Abwärts-Chirp-Modulation in der ersten Periode T1 moduliert werden. Die Endfrequenz fe kann näher bei der Resonanzfrequenz fr als die maximale Frequenz fmax liegen. Insbesondere kann die Ansteuerfrequenz in der zweiten Periode T2 abwärts-Chirp-moduliert werden. Dasselbe gilt für die in den 4A bis 8A gezeigten Beispiele. Hier kann in dem Beispiel, das in 5A gezeigt ist, die Startfrequenz fs vorzugsweise niedriger als die untere Grenzfrequenz fd sein. Außerdem kann die Endfrequenz fe vorzugweise gleich oder größer als die obere Grenzfrequenz fu sein.
Auf ähnliche Weise kann in den Beispielen, die in den 4B bis 8B gezeigt sind, die Startfrequenz fs auf näher bei der Resonanzfrequenz fr als die maximale Frequenz fmax eingestellt werden. Das heißt, die Ansteuerfrequenz kann in der ersten Periode T1 aufwärts-Chirp-moduliert werden. Außerdem kann die Endfrequenz fe näher bei der Resonanzfrequenz fr als die minimale Frequenz fmin sein. Insbesondere kann die Ansteuerfrequenz in der zweiten Periode T2 aufwärts-Chirp-moduliert werden. Hier kann die Startfrequenz fs in dem in 5A gezeigten Beispiel vorzugsweise gleich oder größer als die obere Grenzfrequenz fu sein. Weiterhin kann die Endfrequenz fe vorzugsweise gleich oder kleiner als die untere Grenzfrequenz fd sein.
Die Frequenzänderung ist nicht auf eine diskrete Änderung beschränkt. Wie es beispielsweise in 9 gezeigt ist, kann die Ansteuerfrequenz in der dritten Periode T3 linear geändert werden. Alternativ kann die Ansteuerfrequenz entsprechend einer S-Kurve geändert werden.
Außerdem muss nicht gesagt werden, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform die Elemente, die die Ausführungsform bilden, nicht notwendigerweise unverzichtbar sind, außer in dem Fall, in dem deutlich angegeben ist, dass das Element essenziell ist, und in dem Fall, in dem das Element im Prinzip deutlich als essenziell betrachtet wird. Wenn numerische Werte wie die Anzahl, der numerische Wert, die Größe bzw. Menge, der Bereich usw. der Bestandteile der Ausführungsform genannt sind, sind diese nur dann insbesondere auf eine spezielle Zahl begrenzt, wenn diese speziell als essenziell angegeben ist. Die Zahl ist nicht auf eine spezielle Zahl mit der Ausnahme bestimmter Fälle beschränkt. Wenn auf die Gestalt, Richtung, Positionsbeziehung usw. von Komponenten Bezug genommen wird, sind die Gestalt, Position usw. im Prinzip nicht auf eine spezielle Gestalt, Richtung, Positionsbeziehung usw. beschränkt, wenn dieses nicht anders angegeben ist. Es besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Beziehungen untereinander.
Die Modifikationsbeispiele sind nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt. Außerdem können mehrere Modifikationsbeispiele miteinander kombiniert werden. Weiterhin kann die gesamte oder ein Teil der oben beschriebenen Ausführungsform mit der jeweiligen gesamten oder einem Teil der Modifikationsbeispiele kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018236664 [0001]
DE 10106142 A1 [0005]

Claims

Objekterfassungsvorrichtung (1), die ausgelegt ist, ein Umgebungsobjekt (B) zu erfassen, wobei die Objekterfassungsvorrichtung (1) aufweist: eine Ansteuersignalerzeugungseinheit (3), die angeordnet ist, ein Ansteuersignal zu erzeugen, das eine Sendeeinheit (20A) ansteuert, die einen Sender (21) enthält, der Sendewellen nach außen aussendet; und eine Steuerungseinheit (4), die angeordnet ist, eine Ausgabe des Ansteuersignals zu steuern, das von der Ansteuersignalerzeugungseinheit an die Sendeeinheit übertragen wird, wobei die Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgelegt ist, das Ansteuersignal zu erzeugen, dessen Frequenz sich stufenweise ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgelegt ist, das Ansteuersignal zu erzeugen, dessen Frequenz sich diskret ändert.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgelegt ist, das Ansteuersignal zu erzeugen, dessen Frequenz eine erste Frequenz in einer ersten Periode ist und dessen Frequenz eine zweite Frequenz, die sich von der ersten Frequenz unterscheidet, in einer zweiten Periode ist, die an die erste Periode anschließt; und die Steuerungseinheit ausgelegt ist, die erste Frequenz und die zweite Frequenz derart einzustellen, dass eine Resonanzfrequenz der Sendeeinheit zwischen der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz liegt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerungseinheit ausgelegt ist, die erste Frequenz und die zweite Frequenz auf außerhalb eines Frequenzbandes der Sendewellen einzustellen.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuerungseinheit ausgelegt ist, eine Periode aus der ersten Periode und der zweiten Periode auf länger als die andere Periode aus diesen einzustellen, wobei die eine Periode eine Frequenz zwischen der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz hat, wobei die eine Frequenz eine größere Differenz zu der Resonanzfrequenz als die Frequenz der anderen Periode aufweist.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Ansteuersignalerzeugungseinheit ausgelegt ist, das Ansteuersignal zu erzeugen, dessen Frequenz in einer dritten Periode zwischen der ersten Periode und der zweiten Periode eine dritte Frequenz ist, die sich von der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz unterscheidet; und die Steuerungseinheit ausgelegt ist, die erste Frequenz, die zweite Frequenz und die dritte Frequenz derart einzustellen, dass die dritte Frequenz von der Resonanzfrequenz in derselben Verschiebungsrichtung verschoben ist, in die die zweite Frequenz von der Resonanzfrequenz verschoben ist, und die dritte Frequenz eine größere Differenz zu der Resonanzfrequenz als die zweite Frequenz aufweist.
Objekterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die außerdem eine Temperaturbeschaffungseinheit (5) aufweist, die angeordnet ist, Informationen entsprechend einer Umgebungstemperatur des Senders zu beschaffen; und wobei die Steuerungseinheit ausgelegt ist, die Frequenz des Ansteuersignals in Abhängigkeit von einer Änderung der Umgebungstemperatur zu ändern.