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Querverweis auf betreffende Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der am 25. August 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr.
2020-141857 , deren Beschreibung hiermit durch Bezugnahme darauf enthalten ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Objekterfassungsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Es wurde eine Technik vorgeschlagen, die es einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Automobil ermöglicht, ein Hindernis mit einem Ultraschallsensor zu erfassen und unter Nutzung des Erfassungsergebnisses automatisch zu stoppen. Obwohl ein derartiger fahrzeugeigener Ultraschallsensor ein Mikrofon als einen Transducer bzw. Wandler verwendet, der Ultraschallwellen sendet und empfängt, tritt ein Nachhall auf, nachdem das Mikrofon eine Messwelle ausgesendet hat. Wenn die Messwelle von einem Objekt in der Nähe des Fahrzeugs reflektiert wird, wird die reflektierte Welle in dem Nachhall eingegraben. Somit ist ein nahes Objekt schwieriger zu erfassen als ein fernes Objekt.
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Die PTL 1 beschreibt als einen Versuch zum Adressieren dieses Problems eine Technik, die einen Transducer mit einer sich von der Resonanzfrequenz unterscheidenden Frequenz ansteuert und die Schwebungs-Komponente des Nachhalls und der reflektierten Welle erfasst, um ein nahes Objekt zu erfassen.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Da jedoch ein Nachhall eine beachtlich höhere Intensität als eine reflektierte Welle aufweist, ist es hinsichtlich des S/R-Verhältnisses eine Herausforderung, ein Signal in einem Nachhall als eine Schwebung zu erfassen. Außerdem weist das Mikrofon, das für einen fahrzeugeigenen Sensor verwendet wird, ein schmales Band auf, und somit ist es noch herausfordernder, ein nahes Objekt durch Erfassen von Schwebungen zu erfassen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Objekterfassungsvorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise ein nahes Objekt erfassen kann.
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Eine Objekterfassungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: einen Transceiver, der eine vorbestimmte Resonanzfrequenz aufweist und ausgelegt ist, eine Ultraschallwelle auszusenden und eingehende Ultraschallwellen als empfangene Signale zu empfangen; eine Ansteuersignalerzeugungseinheit, die ausgelegt ist, ein Ansteuersignal zum Ansteuern des Transceivers zu erzeugen, wobei das Ansteuersignal eine Ansteuerfrequenz aufweist, die sich von der Resonanzfrequenz unterscheidet; einen Filter, der ausgelegt ist, aus den empfangenen Signalen mindestens ein empfangenes Signal zu extrahieren und das extrahierte mindestens eine empfangene Signal auszugeben; und eine Erfassungsbestimmungseinheit, die ausgelegt ist, eine Objekterfassungsbestimmung auf der Grundlage des extrahierten mindestens einen empfangenen Signals, das von dem Filter ausgegeben wird, durchzuführen. Die empfangenen Signale enthalten ein erstes empfangenes Signal und ein zweites empfangenes Signal, wobei das erste empfangene Signal eine Frequenz aufweist, die gegenüber der Ansteuerfrequenz zu der Resonanzfrequenz hin verschoben ist; und wobei der Filter eine Charakteristik derart aufweist, dass: wenn das erste empfangene Signal als das mindestens eine empfangene Signal extrahiert wird, das extrahierte erste empfangene Signal als ein erstes Ausgangssignal ausgegeben wird, und wenn das zweite empfangene Signal als das mindestens eine empfangene Signal extrahiert wird, das extrahierte zweite empfangene Signal als ein zweites Ausgangssignal ausgegeben wird, wobei das erste Ausgangssignal größer als das zweite Ausgangssignal ist.
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Wenn ein Mikrofon mit einer sich von der Resonanzfrequenz unterscheidenden Frequenz angesteuert wird, verschiebt die Struktur des Mikrofons den Nachhall zu der Resonanzfrequenz hin. Eine derartige Ansteuercharakteristik kann verwendet werden, um aus den empfangenen Signalen das erste empfangene Signal, das eine Frequenz aufweist, die gegenüber der Ansteuerfrequenz zu der Resonanzfrequenz hin verschoben ist, zu extrahieren, was es ermöglicht, die reflektierte Welle eines nahen Ziels, die in dem Nachhall vergraben ist, mit einem hohen S/R-Verhältnis (Signal / Rausch-Verhältnis) zu erfassen. Dieses erleichtert es, ein nahes Objekt zu erfassen.
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Die Bezugszeichen in Klammern, die Komponenten zugewiesen sind, geben Beispiele einer Entsprechung zwischen den Komponenten und speziellen, in den unten beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Komponenten an.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Objekterfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
- 2 stellt eine Frequenzkomponente einer gesendeten Welle dar.
- 3 stellt eine Frequenzkomponente einer gesendeten Welle dar.
- 4 stellt eine Frequenzkomponente einer gesendeten Welle dar.
- 5 ist ein Flussdiagramm eines Objekterfassungsprozesses.
- 6 stellt die Frequenz und Amplitude eines empfangenen Signals dar.
- 7 stellt einen Filterausgang und die Amplitude des empfangenen Signals dar.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen werden dieselben oder äquivalenten Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Erste Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform beschrieben. Eine Objekterfassungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, ist an einem Fahrzeug (nicht gezeigt) installiert und ausgelegt, ein Objekt B in der Nähe des Fahrzeugs zu erfassen. Das Fahrzeug, das mit der Objekterfassungsvorrichtung 1 ausgerüstet ist, wird im Folgenden als eigenes Fahrzeug bezeichnet. Das Fahrzeug (nicht gezeigt) ist beispielsweise ein Automobil.
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Die Objekterfassungsvorrichtung 1 enthält einen Ultraschallsensor 2 und eine Steuerungseinheit 3, die den Betrieb des Ultraschallsensors 2 steuert. Der Ultraschallsensor 2 ist ausgelegt, das Objekt B durch Aussenden einer Messwelle, die eine Ultraschallwelle ist, und Empfangen der von dem Objekt B reflektierten Wellen der Messwelle zu erfassen.
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Der Ultraschallsensor 2 enthält einen Transducer 21 bzw. Wandler 21 als einen Transceiver, eine Sendeschaltung 22, eine Empfangsschaltung 23, eine Ansteuersignalerzeugungseinheit 24, einen Filter 25, eine Bezugssignalspeichereinheit 26, eine Empfangssignalverarbeitungseinheit 27 und eine Amplitudenerzeugungseinheit 28.
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Der Transducer 21 weist die Funktion eines Senders, der eine Messwelle nach außen aussendet, und die Funktion eines Empfängers, der eine reflektierte Welle empfängt, auf und ist mit der Sendeschaltung 22 und der Empfangsschaltung 23 elektrisch verbunden. Mit anderen Worten, der Ultraschallsensor 2 weist eine sogenannte integrierte Sende-/Empfangs-Konfiguration auf.
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Insbesondere ist der Transducer 21 als ein Ultraschallmikrofon ausgebildet, das ein elektromechanisches Energiewandlungselement wie beispielsweise ein piezoelektrisches Element enthält. Der Transducer 21 ist an einer Position angeordnet, die der Außenseite des eigenen Fahrzeugs zugewandt ist, so dass er in der Lage ist, eine Messwelle zur Außenseite des eigenen Fahrzeugs auszusenden und eine von außerhalb des eigenen Fahrzeugs reflektierte Welle zu empfangen.
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Die Sendeschaltung 22 ist angeordnet, den Transducer 21 auf der Grundlage eines empfangenen Ansteuersignals anzusteuern, was bewirkt, dass der Transducer 21 eine Messwelle sendet. Insbesondere enthält die Sendeschaltung 22 eine Analog/Digital-Wandlerschaltung. Genauer gesagt ist die Sendeschaltung 22 ausgelegt, ein Elementeingangssignal durch Anwenden einer Signalverarbeitung wie beispielsweise einer Digital/Analog-Wandlung auf ein Ansteuersignal, das von der Ansteuersignalerzeugungseinheit 24 ausgegeben wird, zu erzeugen. Das Elementeingangssignal ist ein Wechselspannungssignal zum Ansteuern des Transducers 21. Die Sendeschaltung 22 ist durch Anlegen des erzeugten Elementeingangssignals an den Transducer 21, um das elektromechanische Energiewandlungselement in dem Transducer 21 anzuregen, ausgelegt, zu bewirken, dass eine Messwelle erzeugt wird.
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Die Empfangsschaltung 23 ist angeordnet, ein empfangenes Signal entsprechend dem Ultraschallwellenempfangsergebnis von dem Transducer 21 zu erzeugen und das erzeugte Signal beispielsweise an den Filter 25 auszugeben. Insbesondere enthält die Empfangsschaltung 23 eine Verstärkerschaltung und eine Analog/Digital-Wandlerschaltung. Genauer gesagt ist die Empfangsschaltung 23 ausgelegt, ein empfangenes Signal, das Informationen über die Amplitude und Frequenz einer empfangenen Welle enthält, durch Anwenden einer Signalverarbeitung wie einer Verstärkung und Analog/Digital-Wandlung auf ein Elementausgangssignal, das von dem Transducer 21 ausgegeben wird, zu erzeugen. Das Elementausgangssignal ist ein Wechselspannungssignal, das durch das elektromechanische Energiewandlungselement in dem Transducer 21 als Reaktion auf den Empfang einer Ultraschallwelle erzeugt wird.
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Die Ansteuersignalerzeugungseinheit 24 ist angeordnet, ein Ansteuersignal zu erzeugen und an die Sendeschaltung 22 auszugeben. Das Ansteuersignal ist ein Signal zum Ansteuern des Transducers 21, so dass dieser eine Messwelle aussendet.
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Wenn der Transducer 21 eine Resonanzfrequenz f0 aufweist, erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 24 beispielsweise mehrere Perioden eines Ansteuersignals mit einer Frequenz, die sich von der Resonanzfrequenz f0 unterscheidet. Die Ansteuersignalerzeugungseinheit 24 erzeugt ein Ansteuersignal mit einer Frequenz innerhalb des Bandes des Transducers 21, die höher als die Resonanzfrequenz f0 ist. Alternativ erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 24 ein Ansteuersignal mit einer Frequenz, das innerhalb des Bandes des Transducers 21 liegt und niedriger als die Resonanzfrequenz f0 ist.
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Das Mikrofon, das für einen fahrzeugeigenen Sensor verwendet wird, weist typischerweise Frequenzcharakteristika eines schmalen Bandes mit einem Band der Resonanzfrequenz von f0 ± 2,5% auf. Wenn ein derartiges Mikrofon verwendet wird, erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 24 ein Ansteuersignal mit einer Frequenz, die in dem Bereich der Resonanzfrequenz von f0 ± 2,5% enthalten ist und sich von der Mittenfrequenz des Bandes des Transducers 21 unterscheidet. Wenn der Transducer 21 eine Ansteuerfrequenz fd aufweist, kann der Schalldruckpegel der Messwelle durch Erzeugen eines Ansteuersignals derart, dass die Ansteuerfrequenz fd in dem Band des Transducers 21 enthalten ist, gewährleistet werden.
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Wenn ein Ansteuersignal mit einer Frequenz, die höher als die Resonanzfrequenz f0 ist, erzeugt wird, ändert sich die Frequenz der Messwelle wie in den 2 bis 4 gezeigt. Das heißt, wie es in 2 gezeigt ist, wird während der Ansteuerung durch das Ansteuersignal die Messwelle mit der Ansteuerfrequenz fd entsprechend dem Ansteuersignal ausgesendet. Wie es in 3 gezeigt ist, verringert sich nach dem Ende der Ansteuerung durch das Ansteuersignal die Frequenzkomponente, die dem Ansteuersignal entspricht, während sich die Komponente der Resonanzfrequenz f0 aufgrund des Nachhalls erhöht, und die gesamte Messwelle wird mit einer niedrigeren Frequenz als die Anfangsfrequenz, die die Ansteuerfrequenz fd ist, ausgesendet. In 3 gibt eine durchgezogene Linie die Frequenzkomponente der gesamten Messwelle an, eine kurz und lang gestrichelte Linie gibt die Frequenzkomponente des Ansteuersignals an, und eine Linie mit zwei kurzen und einem langen Strich gibt die Frequenzkomponente des Nachhalls an. Dann erhöht sich die Nachhallkomponente weiter, und die Messwelle wird mit der Resonanzfrequenz f0 ausgesendet, wie es in 4 gezeigt ist. Auf diese Weise verschiebt sich die Frequenz der Messwelle von der Frequenz, die höher als die Resonanzfrequenz f0 ist, zu der Resonanzfrequenz f0.
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Wenn ein Ansteuersignal mit einer Frequenz, die niedriger als die Resonanzfrequenz f0 des Transducers ist, erzeugt wird, verschiebt sich auf ähnliche Weise die Frequenz der Messwelle von der Frequenz, die niedriger als die Resonanzfrequenz f0 ist, zu der Resonanzfrequenz f0.
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Der Filter 25 ist ausgelegt, aus den empfangenen Signalen mindestens ein empfangenes Signal zu extrahieren und das extrahierte mindestens eine empfangene Signal auszugeben. Wie es oben beschrieben ist, erzeugt die Ansteuersignalerzeugungseinheit 24 ein Ansteuersteuersignal mit einer Ansteuerfrequenz, die sich von der Resonanzfrequenz f0 des Transducers 21 unterscheidet. Die empfangenen Signale enthalten ein erstes empfangenes Signal und ein zweites empfangenes Signal, wobei das erste empfangene Signal eine Frequenz aufweist, die gegenüber der Ansteuerfrequenz zu der Resonanzfrequenz f0 hin verschoben ist. Der Filter 25 weist eine Eigenschaft derart auf, dass, wenn er das erste empfangene Signal als das mindestens eine empfangene Signal extrahiert, er das extrahierte erste empfangene Signal als ein erstes Ausgangssignal ausgibt, und wenn er das zweite empfangene Signal als das mindestens eine empfangene Signal extrahiert, er das extrahierte zweite empfangene Signal als ein zweites Ausgangssignal ausgibt, wobei das erste Ausgangssignal größer als das zweite Ausgangssignal ist.
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Wie es beispielsweise in 1 gezeigt ist, enthält der Ultraschallsensor 2 die Bezugssignalspeichereinheit 26, die ein Bezugssignal speichert, das mit dem empfangenen Signal zu vergleichen ist, und der Filter 25 gibt einen Grad einer Korrelation zwischen dem empfangenen Signal und dem Bezugssignal, das in der Bezugssignalspeichereinheit 26 gespeichert ist, aus. Auf diese Weise kann der Filter 25, der ein Autokorrelationsfilter ist, der das Bezugssignal verwendet, das S/R-Verhältnis durch Pulskompression verbessern. Das Bezugssignal wird beispielsweise anhand der Ansteuerfrequenz fd und der Resonanzfrequenz f0 ausgelegt. Um das Leistungsvermögen unter Berücksichtigung der Eigenschaftsunterschiede zwischen individuellen Transducern 21 zu maximieren, können die Eigenschaften jedes individuellen Transducers gemessen, gespeichert und dann als Bezugssignal verwendet werden.
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Die Empfangssignalverarbeitungseinheit 27 ist ausgelegt, eine Verarbeitung wie eine FFT auf das Ausgangssignal von dem Filter 25 anzuwenden, um ein Amplitudensignal, das der Amplitude der empfangenen Welle entspricht, und ein Empfangsfrequenzsignal, das der Frequenz der empfangenen Welle entspricht, zu erzeugen. FFT ist eine Abkürzung für schnelle Fouriertransformation. Außerdem ist die Empfangssignalverarbeitungseinheit 27 angeordnet, das erzeugte Amplitudensignal und Empfangsfrequenzsignal an die Steuerungseinheit 3 auszugeben.
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Die Amplitudenerzeugungseinheit 28 ist angeordnet, ein Amplitudensignal von dem empfangenen Signal, das von der Empfangsschaltung 23 erzeugt wird, zu erzeugen und das erzeugte Amplitudensignal an die Steuerungseinheit 3 auszugeben.
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Die Steuerungseinheit 3 ist mit dem Ultraschallsensor 2 über eine Fahrzeugkommunikationsleitung verbunden, um eine Kommunikation von Informationen zu ermöglichen, und ist ausgelegt, den Sende-/Empfangsbetrieb des Ultraschallsensors 2 zu steuern.
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Die Steuerungseinheit 3 ist als eine Sonar-ECU angeordnet und enthält einen fahrzeugeigenen Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und einen nichtflüchtigen beschreibbaren Speicher (nicht gezeigt) enthält. ECU ist eine Abkürzung für elektronische Steuerungseinheit. Der nichtflüchtige beschreibbare Speicher ist beispielsweise ein EEPROM oder ein Flash-ROM oder Ähnliches. EEPROM ist eine Abkürzung für elektronisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher. Der ROM und der RAM und Ähnliches sind nichtflüchtige dingliche Speichermedien.
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Die Steuerungseinheit 3 ist ausgelegt, eine Objekterfassungsbestimmung auf der Grundlage des Ausgangssignals von dem Filter 25, das durch die Empfangssignalverarbeitungseinheit 27 verarbeitet wurde, durchzuführen und entspricht einer Erfassungsbestimmungseinheit. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuerungseinheit 3 eine Objekterfassungsbestimmung durch, wenn sowohl das Amplitudensignal, das von der Empfangssignalverarbeitungseinheit 27 aus dem Signal erzeugt wird, das von dem Filter 25 ausgegeben wird, als auch das Amplitudensignal, das von der Amplitudenerzeugungseinheit 28 aus dem Signal, das von der Empfangsschaltung 23 ausgegeben wird, erzeugt wird, größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind. Die empfangene Welle enthält von einem zu erfassenden Ziel reflektierte Wellen ebenso wie Rauschen und von der Straßenoberfläche reflektierte Wellen. Eine fehlerhafte Bestimmung, die beispielsweise durch Rauschen verursacht wird, kann jedoch durch Erfassen eines Objektes unter der Bedingung, dass die Amplitude des Signals, das von dem Filter 25 ausgegeben wird, und auch die Amplitude des empfangenen Signals groß sind, verringert bzw. vermieden werden.
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Der Betrieb der Objekterfassungsvorrichtung 1 wird im Folgenden beschrieben. Wenn die Zündung des eigenen Fahrzeugs eingeschaltet wird, wiederholt die Objekterfassungsvorrichtung 1 den in 5 dargestellten Objekterfassungsprozess.
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Wenn die Ansteuerfrequenz fd gegenüber der Resonanzfrequenz f0 des Transducers 21 verschoben wird oder die Pulslänge des Ansteuersignals verringert wird, um die Nachhallzeit zu verkürzen, stellt der Transducer 21 einen geringen Ausgang bereit. Somit wechselt die Objekterfassungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwischen einem Kurzstreckenerfassungsmodus zum Erfassen eines Objektes innerhalb eines vorbestimmten Abstands zu dem eigenen Fahrzeug und einem normalen Erfassungsmodus zum Erfassen eines Objektes in einem Abstand von größer als der vorbestimmte Abstand.
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Insbesondere befindet sich die Objekterfassungsvorrichtung 1 normalerweise in dem normalen Erfassungsmodus und steuert den Transducer 21 mit der Resonanzfrequenz f0 an. Wenn der Abstand zu einem Objekt, das in dem normalen Erfassungsmodus erfasst wird, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wechselt die Objekterfassungsvorrichtung 1 zu dem Kurzstreckenerfassungsmodus und steuert den Transducer 21 mit einer Frequenz an, die sich von der Resonanzfrequenz f0 unterscheidet. Wenn im Gegensatz dazu der Abstand zu einem Objekt, das in dem Kurzstreckenerfassungsmodus erfasst wird, größer als der vorbestimmte Schwellenwert wird, wechselt die Objekterfassungsvorrichtung 1 zu dem normalen Erfassungsmodus.
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Zunächst bestimmt die Objekterfassungsvorrichtung 1 in Schritt S1, ob sich die Vorrichtung in dem normalen Erfassungsmodus befindet. Wenn bestimmt wird, dass sich die Vorrichtung in dem normalen Erfassungsmodus befindet, steuert die Objekterfassungsvorrichtung 1 in Schritt S2 den Transducer 21 mit der Resonanzfrequenz f0 an, um eine normale Erfassung durchzuführen. Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass sich die Vorrichtung nicht in dem normalen Erfassungsmodus, sondern in dem Kurzstreckenerfassungsmodus befindet, steuert die Objekterfassungsvorrichtung 1 in Schritt S3 den Transducer 21 mit einer Frequenz an, die sich von der Resonanzfrequenz f0 unterscheidet, um eine Kurzstreckenerfassung durchzuführen.
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Der Prozess schreitet von Schritt S2 oder Schritt S3 zu Schritt S4. Wenn in Schritt S4 ein Objekt erfasst wird, berechnet die Objekterfassungsvorrichtung 1 den Abstand zu dem Objekt auf der Grundlage beispielsweise der Zeit zwischen dem Aussenden der Messwelle bis zu dem Empfangen der reflektierten Welle und bestimmt, ob der Abstand zu dem Objekt größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Wenn bestimmt wird, dass der Abstand zu dem Objekt größer als der Schwellenwert ist, wechselt die Objekterfassungsvorrichtung 1 in Schritt S5 zu dem normalen Erfassungsmodus und beendet den Prozess. Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass der Abstand zu dem Objekt gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, wechselt die Objekterfassungsvorrichtung 1 in Schritt S6 zu dem Kurzstreckenerfassungsmodus und beendet den Prozess.
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Wenn der erfasste Abstand den Schwellenwert in dem Kurzstreckenerfassungsmodus überschreitet, wechselt daher die Objekterfassungsvorrichtung 1 zu dem normalen Erfassungsmodus, und der Transducer 21 wird mit der Resonanzfrequenz f0 angesteuert. Somit kann ein Ziel innerhalb eines großen Abstandsbereiches von fern bis nah erfasst werden.
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Während das Fahrzeug fährt, nähert sich ein Hindernis dem eigenen Fahrzeug gewöhnlich aus einem großen Abstand an und kann somit typischerweise in dem normalen Erfassungsmodus erfasst werden. Im Gegensatz dazu kann unmittelbar nach einem Starten der Objekterfassungsvorrichtung 1 oder mit anderen Worten unmittelbar nach dem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs ein Hindernis bereits in der Nähe des eigenen Fahrzeugs sein. Während das eigene Fahrzeug beispielsweise parkt, kann ein anderes Fahrzeug benachbart zu dem eigenen Fahrzeug parken, und in diesem Zustand kann die Zündung des eigenen Fahrzeugs eingeschaltet werden.
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Um unmittelbar nach dem Starten ein Hindernis unabhängig davon zu erfassen, ob das Objekt in der Nähe oder entfernt ist, wechselt die Objekterfassungsvorrichtung 1 zwischen dem normalen Erfassungsmodus und dem Kurzstreckenerfassungsmodus, bis eine vorbestimmte Zeit seit dem Starten verstrichen ist. Wenn ein Objekt während dieser Zeit erfasst wird, wechselt die Objekterfassungsvorrichtung 1 entsprechend dem erfassten Abstand zu dem normalen Erfassungsmodus oder dem Kurzstreckenerfassungsmodus. Die Erfassungseffizienz kann durch Ändern der Weise des Wechselns zwischen dem normalen Erfassungsmodus und dem Kurzstreckenerfassungsmodus in Abhängigkeit davon, ob der derzeitige Zustand unmittelbar nach einem Starten oder nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeit vorliegt, verbessert werden.
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Die 6 und 7 stellen die Ergebnisse eines Experimentes dar, das die Erfinder durchgeführt haben. In dem Experiment wurde der Transducer 21 mit einer höheren Frequenz als die Resonanzfrequenz f0 angesteuert, um eine Messwelle zu senden und zu empfangen, wobei ein Pfosten mit einem Durchmesser von 60 mm als ein Ziel in einem Abstand von 15 cm zu dem Transducer 21 angeordnet wurde. In 6 gibt eine durchgezogene Linie die Frequenz eines empfangenen Signals an, und eine kurz und lang gestrichelte Linie gibt die Amplitude des empfangenen Signals an. In 7 gibt eine durchgezogene Linie Ausgangswerte von dem Filter 25 an, eine kurz und lang gestrichelte Linie gibt die Amplitude des empfangenen Signals an, und eine mit zwei kurzen und einer langen Linie gestrichelte Linie gibt einen Schwellenwert an, der zum Erfassen eines reflektierten Signals verwendet wird.
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Anhand von 6 kann bestätigt werden, dass die Frequenz Chirp-förmig ist, während das empfangene Signal einen Nachhall aufweist. Diese kommt daher, dass nach dem Ansteuern mit einem Ansteuersignal der Nachhall des Transducers 21 gegenüber der Ansteuerfrequenz fd zu der Resonanzfrequenz f0 verschoben ist und die gesendete Welle von einem Ziel reflektiert und von dem Transducer 21 empfangen wurde. Wenn das empfangene Signal durch den Filter 25 verarbeitet wird, wird wie in 7 gezeigt ein reflektiertes Signal, das in dem Nachhall vergraben ist, erfasst.
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Wie es oben beschrieben ist, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Transducer 21 mit der Ansteuerfrequenz fd angesteuert wird, die sich von der Resonanzfrequenz f0 unterscheidet, und der Nachhall nach der Ansteuerung gegenüber der Ansteuerfrequenz fd zu der Resonanzfrequenz f0 hin verschoben ist, ein Frequenz-Chirp erzeugt. Das Signal, dessen Frequenz verschoben ist, kann durch den Filter 25 extrahiert werden, um die reflektierte Welle von einem nahen Ziel, die in dem Nachhall mit einem hohen S/R-Verhältnis vergraben ist, zu erfassen. Dieses Verfahren erleichtert es, ein nahes Objekt zu erfassen.
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Um die Schwebungs-Komponente unter Verwendung des Verfahrens, das in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, genau zu erfassen, muss der Transceiver kontinuierlich mit einer Frequenz, die sich signifikant von der Nachhallfrequenz unterscheidet, während der Zeitdauer, während das Signal um mehrere Wellen verschoben wird, angesteuert werden, und eine derartige Ansteuerung kann mit einem fahrzeugeigenen Sensor, der ein Mikrofon mit einem schmalen Band enthält, nur schwer erzielt werden.
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Im Gegensatz dazu muss die Ansteuerfrequenz fd in der vorliegenden Ausführungsform nicht signifikant unterschiedlich zu der Resonanzfrequenz f0 sein, und es kann eine Ansteuerung innerhalb des Bandes des Transducers 21 durchgeführt werden, womit ein fahrzeugeigener Sensor, der ein Mikrofon mit einem schmalen Band enthält, verwendet werden kann.
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Weitere Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann geeignet modifiziert werden. Selbstverständlich müssen die Komponenten, die die obige Ausführungsform bilden, nicht notwendig sein, wenn es nicht anders angegeben ist oder derartige Komponenten offensichtlich im Prinzip notwendig sind.
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Die Objekterfassungsvorrichtung 1 muss beispielsweise die Bezugssignalspeichereinheit 26 nicht enthalten, und die Eigenschaften des Filters 25 können wie oben beschrieben auf andere Weise bestimmt werden. Die Objekterfassungsvorrichtung 1 muss die Amplitudenerzeugungseinheit 28 nicht enthalten, und die Steuerungseinheit 3 kann eine Objekterfassungsbestimmung auf der Grundlage nur des Ausgangs von der Empfangssignalverarbeitungseinheit 27 durchführen.
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Die funktionalen Komponenten und das Verfahren, die hier beschrieben sind, können durch einen zugehörigen Computer implementiert werden, der einen Speicher und einen Prozessor enthält, der programmiert ist, eine oder mehrere Funktionen, die durch Computerprogramme ausgeführt sind, auszuführen. Alternativ können die funktionalen Komponenten und das Verfahren, die hier beschrieben sind, durch einen zugehörigen Computer implementiert werden, der einen Prozessor enthält, der mindestens eine zugehörige Hardwarelogikschaltung aufweist. Alternativ können die funktionalen Komponenten und das Verfahren, die hier beschrieben sind, durch mindestens einen zugehörigen Computer implementiert werden, der eine Kombination aus einem Speicher und Prozessor, der programmiert ist, eine oder mehrere Funktionen auszuführen, und einem Prozessor, der mindestens eine Hardwarelogikschaltung aufweist, enthält. Die Computerprogramme können in einem nichtflüchtigen dinglichen Speichermedium als von einem Computer auszuführende Anweisungen gespeichert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2020141857 [0001]
- JP 10268035 A [0005]
