JP2012255667A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体に搭載した場合に、受信信号のＳＮ比の向上を実現しながらも、検出対象とする物体の相対速度の範囲を当該移動体の速度に応じて変更することを可能にする物体検出装置を提供する。
【解決手段】移動体に搭載され、複数のパルスからなる複数のパルス列で構成される送信信号を発生するパルス発生器１と、パルス発生器１の発生する送信信号について、所定の符号系列に従って送信信号のパルス列毎にデジタル変調を施した変調信号を出力する信号変換器２と、信号変換器２の出力する変調信号を送信波として送波するとともに、その送信波の反射波を受波するマイク６と、マイク６で受波した反射波から得られる受信信号と前記変調信号との符号の相関値を求め、その結果により反射波から得られる受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段とを備え、移動体の速度に応じて、信号変換器２において用いる符号系列の長さを変更する。
【選択図】図４

Description

本発明は、物体の検出を行う物体検出装置に関するものである。

パルス信号を送信し、物体によって反射された反射波を受信することによって、物体の存在を検出する物体検出装置が知られている。このような物体検出装置では、物体検出距離を向上させるためには、受信信号のＳＮ比を改善する必要がある。

これに対して、特許文献１には、パルス圧縮と呼ばれる手法を用いることで、受信信号のＳＮ比を改善する物体検出装置が開示されている。特許文献１に開示の物体検出装置では、パルス信号の周波数や位相等を変調した変調信号を送信し、その反射波等を受信した後、受信した反射波を直交復調して受信信号を生成する。そして、生成した受信信号と変調信号との相関（自己相関）を求め、その結果により受信信号のパルス幅を圧縮することで、静止物体の反射波から生成される受信信号のＳＮ比の向上を図っている。

また、特許文献１には、等速で運動する物体のドップラーシフトを補正するための補正信号を用いて受信信号のドップラーシフトを補正する物体検出装置も開示されている。この物体検出装置では、ドップラーシフトの補正後の受信信号と変調信号とから相関を求めるようにすることで、等速で運動する物体の反射波から生成される受信信号のＳＮ比の向上を図っている。

さらに、特許文献１には、物体検出装置を搭載した車両の車速から、静止物体の反射波から生成される受信信号のドップラーシフト分の周波数を算出し、算出した周波数に応じて補正信号を変更することで、静止物体の反射波から生成される受信信号のＳＮ比の向上を図る物体検出装置も開示されている。

特許第４２８３１７０号

物体検出装置を車両等の移動体に搭載する場合、移動体の速度に応じて、当該移動体に対する相対速度の範囲が異なる物体を検出対象とするようにしたい要求が生じることが考えられる。例えば、移動体として自動車を想定した場合に、高速道路等の高速走行時には、自車両との速度比が小さい並走車両のみを検出対象とする例が考えられる。一方、駐車場での低速走行時には、車止め等の静止物や歩行者等の移動物といった自車両との速度比にばらつきがある物体を同時に検出対象とする例が考えられる。

特許文献１には、物体検出装置を車両等の移動体に搭載する場合に、移動体に対して相対的に移動している物体の反射波から生成される受信信号のドップラーシフトを補正してパルス圧縮を行うことによって、受信信号のＳＮ比の向上を図ることが記載されている。しかしながら、検出対象とする物体の相対速度の範囲を、物体検出装置を搭載した移動体の速度に応じて変更することについては記載されていない。よって、特許文献１に開示の物体検出装置は、車両等の移動体に搭載した場合に、検出対象とする物体の相対速度の範囲を、当該移動体の速度に応じて変更することができないという問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、移動体に搭載した場合に、受信信号のＳＮ比の向上を実現しながらも、検出対象とする物体の相対速度の範囲を当該移動体の速度に応じて変更することを可能にする物体検出装置を提供することにある。

請求項１の物体検出装置においては、複数のパルスからなる複数のパルス列で構成される送信信号を発生する送信信号発生手段と、送信信号発生手段の発生する送信信号のパルス列ごとに所定の符号系列に従ってデジタル変調を施した変調信号を出力する変調手段と、変調手段の出力する変調信号から送信波を生成して送波するとともに、その送信波の反射波を受波する送受波手段と、送受波手段で受波した反射波から得られる受信信号と変調信号との符号の相関値を求め、その結果により反射波から得られる受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段とを備え、パルス圧縮手段でパルス圧縮された受信信号に基づいて検出対象とする物体を検出する。また、移動体の速度を取得する移動速度取得手段を備え、移動速度取得手段で取得した速度に応じて、符号系列の長さを変更する。なお、符号系列の長さの変更は、符号系列の符号長の変更、および符号系列に含まれる符号自体の長さの変更のうちの少なくともいずれかによって行うものとする。

請求項１の構成によれば、受信信号をパルス圧縮するので、受信信号のＳＮ比の向上を図ることができ、その受信信号をもとにして物体を検出する場合の検出距離をのばすことが可能になる。

パルス圧縮に利用する符号系列においては、符号系列の長さが長くなるほど、同じ相対速度に対しての位相回転量が増し、自己相関をとる場合に高い出力が得られる幅が狭くなる。これは、検出対象とする物体の相対速度の範囲が狭くなることを意味している。一方、符号系列の長さが短くなるほど、同じ相対速度に対しての位相回転量が減り、自己相関をとる場合に高い出力が得られる幅が広くなる。これは、検出対象とする物体の相対速度の範囲が広くなることを意味している。

請求項１の構成によれば、物体検出装置を搭載した移動体の速度に応じて符号系列の長さを変更するので、上述した関係により、当該移動体の速度に応じて、検出対象とする物体の相対速度の範囲を変更することができる。その結果、受信信号のＳＮ比の向上を実現しながらも、検出対象とする物体の相対速度の範囲を当該移動体の速度に応じて変更することが可能になる。

請求項２の構成においては、移動速度取得手段で取得した速度が第１の所定速度以上の場合と、第１の所定速度よりも小さい第２の所定速度以下の場合とで符号系列の長さを変更することになる。これによれば、移動体の速度が第１の所定速度以上の場合および第２の所定速度以下の場合という２つの異なるシチュエーションごとに、検出対象とする物体の相対速度の範囲を変更することができる。例えば、低速走行時と高速走行時とで検出対象とする物体の相対速度の範囲を変更することが可能になる。

請求項３の構成においては、移動速度取得手段で取得した速度が第１の所定速度以上の場合には、第２の所定速度以下の場合よりも符号系列の長さを長くすることになる。これによれば、移動体の速度が第２の所定速度以下の場合には、第１の所定速度以上の場合よりも、検出対象とする物体の相対速度の範囲を広くすることができる。よって、移動体の低速走行時には検出対象とする物体の相対速度の範囲を広くする一方、高速走行時には検出対象とする物体の相対速度の範囲を狭くするといった使い分けが可能になる。

送信信号をデジタル変調して送信する場合であって、検出対象とする物体までの距離が近い場合には、符号系列の長さが長いほど、送信波と反射波とが重なる時間帯が発生する可能性が高くなり、物体の検出が困難となる。一方、符号系列の長さが短いほど（デジタル変調なしも含む）、送信波と反射波とが重なる時間帯が発生する可能性は低くなり、検出対象とする物体までの距離が近い場合であっても、物体の検出を行い易くなる。

また、移動体の停止時には、移動体の走行時よりも、近距離の物体を検出対象とする必要性が高くなると考えられる。移動体として自動車を想定した場合を例に挙げると、停車からの発進時には、走行時とは異なり、自動車の陰に存在するような近距離の障害物を検出する必要性があると考えられるためである。

これに対して、請求項４の構成においては、移動体が停止していると判定した場合に、符号系列の長さの長短を周期的に切り替えることになる。よって、長さのより長い符号系列を用いるときには受信信号のＳＮ比の向上を可能にし、長さのより短い符号系列を用いるときには、より近距離の物体の検出を行うことを可能にする。従って、より近距離の物体を検出する必要性がある場合に、より近距離の物体の検出を行うことを可能にしながら、受信信号のＳＮ比の向上も可能にすることができる。

また、請求項４のようにする場合には、請求項５のように、停止判定手段で移動体が停止していると判定した場合において、符号系列の長さが第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合、当該検出対象とする物体の検出中は、符号系列の長さを第２の長さに維持し続ける態様とすればよい。これによれば、移動体の停止中に一旦物体を検出した場合は、長さのより短い符号系列を用いて、より近距離の物体の検出を行い易くし続けることが可能になる。

また、請求項４や請求項５のようにする場合には、請求項６のように、停止判定手段で移動体が停止していないと判定した場合には、符号系列の長さを、第１の長さ以上とする態様としてもよい。これによれば、移動体が走行を開始し、より近距離の物体を検出する必要性がなくなった場合には、移動体の停止時に用いる長さ以上の符号系列を用いて、受信信号のＳＮ比の向上をより確実に行うことを可能にすることができる。

また、請求項４のようにする場合には、請求項７のように、停止判定手段で移動体が停止していると判定した場合において、符号系列の長さが第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合には、その後に停止判定手段で移動体が停止していないと判定した場合に、符号系列の長さを第２の長さとする一方、第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出しなかった場合には、その後に停止判定手段で移動体が停止していないと判定した場合に、符号系列の長さを、第１の長さ以上とする態様としてもよい。これによれば、移動体の停止中に長さのより短い符号系列を用いて物体を検出済みであった場合には、走行を開始した後も長さのより短い符号系列を用いて、より近距離の物体の検出を行い易くし続けることを可能にすることができる。一方、移動体の停止中に長さのより短い符号系列を用いて物体を検出済みでなく、走行を開始したときに近距離の物体を検出する必要性がない場合には、移動体の停止時に用いる長さ以上の符号系列を用いて、受信信号のＳＮ比の向上をより確実に行うことを可能にすることができる。

請求項８の構成においては、送受波手段で受波した反射波から得られる受信信号を符号系列の１符号長分ごとに積分する積分手段を備え、パルス圧縮手段は、積分手段で１符号長分ごとに積分された受信信号と変調信号との符号の相関値を求め、その結果により反射波から得られる受信信号をパルス圧縮することになる。パルス圧縮を行う場合、従来の方法では、１符号長の中で位相が整数倍だけ回転してしまう相対速度でも符号の自己相関が高くなるため、対象とする相対速度範囲外の物体（つまり、検出対象外の物体）も誤検出してしまうという問題点があった。

これに対して、請求項８の構成によれば、符号系列の１符号長内の信号を積分するので、１符号長内での位相回転量が大きいほど、お互いが弱めあって出力が小さくなる。よって、位相回転量が大きいほど、求められる相関値が小さくなる。一方、位相回転量が小さいほど、お互いが弱め合わないため出力が小さくならず、求められる相関値が大きくなる。従って、積分を行うことによって、対象とする相対速度範囲内の物体と検出対象外の物体とを判別し易くすることができ、検出対象外の物体の誤検出を防ぐことが可能になる。

請求項９の構成においては、パルス圧縮手段で求められた相関値の振幅と位相の変化量とのうちの少なくとも振幅をもとに、検出対象とする物体の有無を判定することになる。対象とする相対速度範囲内であって位相回転量が小さい場合には、相関値の位相の変化量は小さくなるが振幅は大きくなる。一方、対象とする相対速度範囲外であって位相回転量が大きい場合には、相関値の位相の変化量が大きくなるが振幅は小さくなる。よって、相関値の振幅や位相の変化量の大きさをもとにして、検出対象とする物体と検出対象外の物体とを判別することができる。

請求項１０の構成においては、パルス圧縮手段は、受信信号のドップラーシフトを補正するための補正係数を用いて、反射波から得られる受信信号のドップラーシフトを補正するドップラーシフト補正手段を備え、ドップラーシフト補正手段で補正した後の受信信号と変調信号との符号の相関値を求め、その結果により反射波から得られる受信信号をパルス圧縮する。また、このパルス圧縮手段として、ドップラーシフト補正手段における補正係数が各々異なるものを複数備え、複数のパルス圧縮手段で求められた各相関値の振幅レベルのうちの最大値について、予め設定した振幅レベルとの大小関係を判定する閾値判定を行い、その判定結果に基づいて、検出対象とする物体の有無を判定することになる。

請求項１０の構成においては、複数のパルス圧縮手段は、受信信号のドップラーシフトについての補正係数が各々異なっている。よって、それぞれ異なる相対速度範囲の物体からの反射波から得られる受信信号のＳＮ比を向上できるようになっているとともに、対応する相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっている。また、請求項１０の構成においては、複数のパルス圧縮手段で求められた各相関値の振幅レベルのうちの最大値について、予め設定した振幅レベルとの大小関係を判定する閾値判定を行い、その判定結果に基づいて、検出対象とする物体の有無を判定することになる。上述したように、対応する相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっているので、各パルス圧縮手段で求められる相関値の振幅レベルのうちの最大値について閾値判定を行うことで、検出対象とする物体の有無を精度良く判定することができる。

また、請求項１０のようにする場合には、請求項１１のように、検出対象とする物体があると判定した場合に、振幅レベルが最大値となる相関値が求められたパルス圧縮手段を特定することによって、検出対象とする物体の相対速度を判定する態様とすればよい。上述したように、複数のパルス圧縮手段は、それぞれ対応する相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっている。よって、検出対象とする物体があると判定した場合に、振幅レベルが最大値となる相関値が求められたパルス圧縮手段を特定すれば、その物体の相対速度を容易に判定することができる。

請求項１２の構成においては、複数のパルス圧縮手段は、受信信号のドップラーシフトについての補正係数が各々異なっている。よって、それぞれ異なる相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号のＳＮ比を向上できるようになっているとともに、対応する相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっている。また、請求項１２の構成においては、複数のパルス圧縮手段で求められた各相関値の振幅レベルについて、予め設定した振幅レベルとの大小関係をそれぞれ判定する閾値判定を行い、その判定結果に基づいて、検出対象とする物体の有無を判定することになる。上述したように、対応する相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっているので、各パルス圧縮手段で求められる相関値の振幅レベルのそれぞれについて閾値判定を行うことで、検出対象とする物体の有無を精度良く判定することができる。

また、請求項１２のようにする場合には、請求項１３のように、検出対象とする物体があると判定した場合に、振幅レベルが予め設定した振幅レベル以上となる相関値が求められたパルス圧縮手段を特定することによって、検出対象とする物体の相対速度を判定する態様とすればよい。上述したように、複数のパルス圧縮手段は、それぞれ対応する相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっている。よって、検出対象とする物体があると判定した場合に、振幅レベルが予め設定した振幅レベル以上となる相関値が求められたパルス圧縮手段を特定すれば、その物体の相対速度を容易に判定することができる。

物体検出装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。 （ａ）は、１符号長の中で位相が整数倍だけ回転してしまう場合のＩＱ平面上の受信信号のベクトルを示す図であり、（ｂ）は、１符号長の中で位相が回転しない場合のＩＱ平面上の受信信号のベクトルを示す図である。 並走車両および静止物のそれぞれからの反射波についての相関値の振幅ならびに位相の変化を示したグラフである。 物体検出装置１００の動作フローを示すフローチャートである。 物体検出装置２００の概略的な構成を示すブロック図である。 各相関フィルタ１４の各符号についての位相回転補正係数の一例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、位相回転補正係数の異なる各相関フィルタ１４の機能構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（実施形態１）
まず、実施形態１における物体検出装置１００について説明を行う。図１は、物体検出装置１００の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示す物体検出装置１００は、例えば自動車に搭載されるものである。なお、物体検出装置１００を搭載している自動車を以降では自車両と呼ぶ。

図１に示すように、物体検出装置１００は、パルス発生器１、信号変換器２、正弦波発生器３、ＡＭＰ（増幅器）４、ＡＤＣ（アナログ／デジタルコンバータ）５、マイク６、位相器７、乗算器８・９、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０・１１、および積分器１２・１３を備えている。また、物体検出装置１００は、図示しないマイクロコンピュータを備えており、相関フィルタ１４、判定部１５、距離検出部１６、報知部１７、および制御部１８等の演算処理機能を備えている。

パルス発生器１は、複数のパルスからなる複数のパルス列によって構成される角周波数（ω）のバーストパルス信号（以下、パルス信号と呼ぶ）を発生し、このパルス信号を信号変換器２へ出力する。また、パルス発生器１は、制御部１８によって、パルスを発生し続ける持続時間が制御される。パルス信号が請求項の送信信号、パルス発生器１が請求項の送信信号発生手段に相当する。

信号変換器２は、パルス信号の位相をデジタル位相符号変調するもので、複数の符号の組み合わせで構成される符号系列に従ってパルス信号のパルス列毎に位相を変更する。よって、信号変換器２が請求項の変調手段に相当する。符号系列としては、自己相関の高い符号系列を用いる構成とすればよい。本実施形態では、一例として、Ｂａｒｋｅｒ符号系列を用いるものとして以降の説明を続ける。また、信号変換器２は、制御部１８によって、変調に用いる符号系列の長さが変更される。なお、符号系列の長さの変更は、符号系列の符号数（つまり、符号長）の変更、および符号自体の長さの変更のうちの少なくともいずれかによって行うものとする。

正弦波発生器３は、任意の角周波数（ω１）の正弦波を発生するものである。なお、本実施形態の正弦波発生器３は、パルス発生器１から出力されるパルス信号の角周波数（ω）に同期した角周波数の正弦波を発生することもできる。正弦波発生器３の発生する正弦波の信号は、位相器７、および乗算器９に出力される。

マイク６は、例えば超音波センサであり、圧電素子および圧電素子を囲むカバーによって構成される。マイク６は、圧電素子の駆動に伴ってカバーが共振する共振型マイクである。詳しくは、信号変換器２においてパルス信号の位相を変化させた変調信号が圧電素子に供給されることで圧電素子が駆動し、この駆動に伴ってカバーが共振することにより、超音波が送波されるものである。

このように、圧電素子を駆動するためのパルス信号の位相を変化させることで、マイク６から送波される送信波の位相をデジタル変調することが可能となる。なお、本実施形態の符号系列の符号として、パルス信号のパルス列の位相を（π／２）だけ遅らせるパルス列に対して符号「−１」を割り当て、逆に、パルス列の位相を（π／２）だけ進めるパルス列に対して符号「１」を割り当てている。

また、マイク６では、この送波した超音波の反射波を受波し、この反射波を受波することで圧電素子に電圧が発生する。この発生した電圧は、ＡＭＰ４によって所定倍に増幅され、ＡＤＣ５に出力される。ＡＤＣ５は、所定のサンプリング周波数（例えば、パルス信号の周波数の数倍程度）でＡＭＰ４から出力される受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、この変換した受信信号を乗算器８・９に出力する。よって、マイク６が請求項の送受波手段に相当する。

なお、本実施形態の物体検出装置１００では、マイク６を１つのみ採用する構成を示したが、必ずしもこれに限らず、複数採用するようにしてもよい。その場合には、複数のマイクの切り替えを行うためのスイッチを設け、所定時間毎にこのスイッチを切り替えるように制御することで、物体検出の対象とするマイクを変更する。これにより、複数のマイクを用いて、車両の多様な方向に存在する物体を検知することができる。また、その場合、マイク６以外の構成が共有化できるため、物体検出装置１００のコストが削減できる。

位相器７、乗算器８・９、およびＬＰＦ１０・１１は、ＡＤＣ５からの受信信号を直交復調するために用いられるものである。詳しくは、正弦波発生器３からの正弦波信号を二つに分け、一方は位相器７を介して位相を変更したのち乗算器８に入力し、他方はそのまま乗算器９に入力する。そして、ＡＤＣ５から出力される受信信号に対して乗算器８・９において乗算を行い、乗算を行ったものについては、ＬＰＦ１０・１１にて高周波成分をフィルタリングして、受信信号を復調する。

位相器７は、正弦波発生器３からの正弦波信号の位相を所定の位相（例えば、−π／２）に変更する。乗算器９は、ＡＤＣ５から出力される受信信号と正弦波発生器３から出力される正弦波信号とを乗算し、乗算器８は、ＡＤＣ５から出力される受信信号と位相器７によって位相の変更された正弦波信号とを乗算する。これにより、受信信号を同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）に分離する。

ＬＰＦ１０・１１は、乗算器８・９から出力される受信信号のＩ成分およびＱ成分に含まれる高周波を除去するために用いられる。そして、ＬＰＦ１０で高周波成分を除去したＱ成分の受信信号を積分器１２へ出力し、ＬＰＦ１１で高周波成分を除去したＩ成分の受信信号を積分器１３へ出力する。

積分器１２・１３は、ＬＰＦ１０・１１から出力される受信信号のＩ成分およびＱ成分について、１符合長分ごとに積分を行う。よって、積分器１２・１３が請求項の積分手段に相当する。そして、積分器１２は、積分を行ったＱ成分の受信信号を相関フィルタ１４へ出力し、積分器１３は、積分を行ったＩ成分の受信信号を相関フィルタ１４へ出力する。

なお、本実施形態では、積分器１２・１３が、ＬＰＦ１０・１１から出力される受信信号のＩ成分およびＱ成分について、１符合長分ごとに積分を行う構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、ＬＰＦ１０・１１から出力される受信信号のＩ成分およびＱ成分について、１符合長分のサンプル数で積分した後、平均化してもよい。つまり、１符合長分のサンプル数で加算平均を行う構成としてもよい。１符合長分とは、符号長が７ビットの場合には、１ビット分に当たる。

相関フィルタ１４は、受信信号のパルス幅を圧縮するパルス圧縮を行う。詳しくは、時間的に異なるタイミングで、変調信号の共役複素符号を受信信号の符号に乗じた後、この乗算結果を加算する。そして、この加算結果を平均化して、受信信号と変調信号との相関値を求め、求めた相関値（詳しくは、複素相関値信号）を判定部１５へ出力する。よって、相関フィルタ１４が請求項のパルス圧縮手段に相当する。

以下、相関値の求め方についての詳細な説明を行う。まず、パルス発生器１において、角周波数（ω）のパルス信号（ｆ［ｔ］）を送信信号として発生し、この送信信号の位相をデジタル変調したうえで送波する場合、この送信波の基本波成分は、次式によって示される。なお、以下の式１の（θ［ｔ］）は、位相変調された送信信号の変調成分を示す関数である。

続いて、この送信波と略同等の周波数成分となる反射波から得られる受信信号に対し、角周波数（ω１ｔ+θ２）の正弦波信号を用いて直交復調して、復調信号のＩ成分とＱ成分とに分離すると、以下の式２のように示される。なお、（θ２）は、送信波が検出物体に反射して受信するまでの経路を伝搬することによって生ずる位相差である。

ここで、パルス信号（ｆ［ｔ］）の角周波数（ω）に同期した角周波数（ω１＝ω）の正弦波信号で直交復調すると、復調信号は以下の式３のように示される。

式３の示す復調信号に対して、ＬＰＦ１０・１１を用いて角周波数（ω）の２倍周波数成分を除去すると、ＬＰＦ１０・１１からの出力は、以下の式４のように示される。なお、式４のＡは定数である。

このように、パルス信号（ｆ［ｔ］）の角周波数（ω）に同期した角周波数の正弦波信号で直交復調し、その復調信号に含まれる２倍周波数成分を除去することで、受信信号の振幅（Ａ）成分、および位相成分（θ［ｔ］−θ２）を抽出することができる。そして、その結果、ＳＮ比の改善された受信信号を相関フィルタ１４にてパルス圧縮することができる。なお、本実施形態では、受信信号の振幅成分と位相成分とを抽出する方法として直交復調を採用しているが、直交復調に限定されるものではない。

そして、相関フィルタ１４では、ＬＰＦ１０・１１からの出力信号である受信信号と変調信号との相関を求めるために、時間的に異なるタイミングで、変調信号の共役複素符号を受信信号の符号に乗じた後、この乗算結果を加算して、その加算結果を平均化する以下の式５の演算を行うことで相関値を求める。なお、式５の（Ｎ）は、符号系列の符号長（符号数）である。

式５の演算結果を同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）からなる複素平面（ＩＱ平面）上にて示すと、送信信号の送信区間で一定の方向（ＩＱ平面上の１点）を示すベクトルとなり、また、その乗算結果を加算平均することで、加算回数と比例した大きさのベクトルとなる。一方、受信信号のノイズとして、例えば、送信波と略等しい周波数の波を受波する場合であっても、その受波したノイズの信号と変調信号との相関はないため、ＩＱ平面上でランダム化され、そのベクトルは小さいものとなる。

このように、相関フィルタ１４において受信信号と変調信号との相関を求めるパルス圧縮を行うことで、相関の程度を示す相関値のピークとピーク以外（サイドローブ）との相関値の差を際立たせることができる。よって、物体から反射される反射波から得られる受信信号のＳＮ比を向上することができる。

パルス圧縮を行う場合、従来の方法では、１符号長の中で位相が整数倍だけ回転してしまう相対速度でも符号の自己相関が高くなるため、対象とする相対速度範囲外の物体（つまり、検出対象外の物体）も誤検出してしまうという問題点があった。これに対して、以上の構成によれば、積分器１２・１３で積分を行うので、１符号長の中で位相が整数倍だけ回転してしまう相対速度の場合には、お互いが弱めあって出力が小さくなり、相関値が小さくなる（図２（ａ）参照）。一方、１符号長の中で位相がほとんど回転しない場合には、お互いが弱め合わないため出力が小さくならず、相関値が大きくなる（図２（ｂ）参照）。

よって、対象とする相対速度範囲内の物体と検出対象外の物体とを判別し易くすることができ、検出対象外の物体の誤検出を防ぐことが可能になる。図２（ａ）は、１符号長の中で位相が整数倍だけ回転してしまう場合のＩＱ平面上の受信信号のベクトルを示す図である。また、図２（ｂ）は、１符号長の中で位相が回転しない場合のＩＱ平面上の受信信号のベクトルを示す図である。

判定部１５では、相関フィルタ１４において求められた相関値の振幅の振幅レベルが、予め設定した振幅レベル以上である場合に、検出対象とする物体を検出したものと判定する。また、振幅レベル以上でなかった場合には、検出対象とする物体を検出していないものと判定する。そして、その振幅レベル以上の振幅を示す時間から、マイク６が反射波を受信したタイミング（受信タイミング）を判定する。

なお、相関フィルタ１４において求められた相関値の振幅の振幅レベルが、予め設定した振幅レベル以上であって、且つ、当該相関値の１符合長内の位相の変化量が予め設定した量以下であった場合に、検出対象とする物体を検出したものと判定する構成とすることがより好ましい。これは、相関値の振幅と位相の変化量との両方を用いることにより、検出対象とする物体と検出対象外の物体とをより精度良く判別することが可能となるためである。

詳しくは、対象とする相対速度範囲内であって位相回転量が小さい場合には、相関値の位相の変化量は小さくなるが振幅は大きくなる。一方、対象とする相対速度範囲外であって位相回転量が大きい場合には、相関値の位相の変化量は大きくなるが振幅は小さくなる。ここで、図３を用いて具体例を示す。

図３に示す例では、自車両は走行中であり、並走車両を検出対象としているものとする。つまり、対象とする相対速度範囲は０ｋｍ／ｈ前後であるものとする。図３は、並走車両および静止物のそれぞれからの反射波についての相関値の振幅ならびに位相の変化を示したグラフである。図３の上部のグラフが振幅の変化を示しており、下部のグラフが位相の変化を示している。また、図３中の破線が並走車両についての値を示しており、実線が静止物についての値を示している。さらに、図３中のＡで示す範囲が１符合長分を示している。

図３のグラフに示すように、対象とする相対速度範囲内の並走車両からの反射波についての相関値は、位相の変化量は小さくなるが振幅は大きくなる。一方、対象とする相対速度範囲外の静止物についての相関値は、位相の変化量は大きくなるが振幅は小さくなる。従って、相関値の振幅と位相の変化量との大きさの両方を条件とすることにより、検出対象とする物体と検出対象外の物体とをより精度良く判別することが可能になる。

距離検出部１６は、パルス信号の発生タイミング（言い換えれば、マイク６から送波される超音波の送波タイミング）と判定部１５で判定した反射波の受信タイミングとの時間差から、反射物体までの距離を検出する。報知部１７では、距離検出部１６の検出する距離が所定距離以内となった場合に、警報等を発生して、自車両の乗員に物体の接近を報知する。

制御部１８は、前述したように、パルス発生器１において発生するパルス信号を発生し続ける持続時間を制御する。制御部１８は、例えばマイク６の振動に関する特性と信号変換器２において用いる符号系列を構成する符号の組み合わせとに基づいて上記持続時間を制御する構成とすればよい。

また、制御部１８は、車速センサ１０１で検出される自車両の速度（以下、車速）を取得し、取得した車速に応じて、信号変換器２において用いる符号系列の長さを変更させる。よって、制御部１８が請求項の移動速度取得手段に相当する。制御部１８は、例えば車載ＬＡＮやＥＣＵを介して車速センサ１０１から自車両の車速を取得する構成とすればよい。

例えば、制御部１８は、車速が第１の所定速度以上の場合には、第１の所定速度よりも小さい第２の所定速度以下の場合よりも符号系列の長さを長く設定するものとすればよい。一例として本実施形態では、第１の所定速度は、高速道路等の高速走行時に相当する程度の速度（８０ｋｍ／ｈなど）とし、第２の所定速度は、駐車場の低速走行時に相当する程度の速度（１０ｋｍ／ｈなど）とする。また、第１の所定速度以上の場合には、符号長を例えば７ビットと設定し、第２の所定速度以下の場合には、符号長を例えば２ビットと設定する。また、制御部１８は、設定した符号系列の長さを相関フィルタ１４にも反映させる。

ここで、図４を用いて、物体検出装置１００の動作フローについての説明を行う。図４は、物体検出装置１００の動作フローを示すフローチャートである。本フローは、例えば自車両のイグニッション電源がオンになったときに開始されるものとする。なお、自車両のアクセサリ電源がオンになったときに開始され、アクセサリ電源がオフになったときに終了される構成としてもよい。

まず、ステップＳ１では、車速センサ１０１から自車両の車速を制御部１８が取得し、ステップＳ２に移る。ステップＳ２では、ステップＳ１で取得した車速に応じて、信号変換器２において用いる符号系列の長さを制御部１８が前述したようにして設定し、ステップＳ３に移る。ステップＳ３では、パルス発生器１で発生したパルス信号の位相を、ステップＳ２で設定された長さの符号系列に従って信号変換器２がデジタル位相符号変調して変調信号を生成し、ステップＳ４に移る。

ステップＳ４では、送受波処理を行ってステップＳ５に移る。送受波処理では、信号変換器２で生成した変調信号が、駆動に必要な電圧まで昇圧された後、マイク６に供給されることで超音波が送波される。また、マイク６では、この送波した超音波の反射波を受波する。前述したように、反射波を受波することでマイク６の圧電素子に発生した電圧は、ＡＭＰ４によって所定倍に増幅され、ＡＤＣ５に出力される。そして、ＡＤＣ５は、所定のサンプリング周波数でＡＭＰ４から出力される受信信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、この変換した受信信号を乗算器８・９に出力する。

ステップＳ５では、復調関連処理を行ってステップＳ６に移る。復調関連処理では、正弦波発生器３からの正弦波信号を二つに分け、一方は位相器７を介して位相を変更したのち乗算器８に入力し、他方はそのまま乗算器９に入力する。そして、ＡＤＣ５から出力される受信信号に対して乗算器８・９において乗算を行い、乗算を行ったものについては、ＬＰＦ１０・１１にて高周波成分をフィルタリングして、受信信号を復調する。

ステップＳ６では、積分処理を行ってステップＳ７に移る。積分処理では、積分器１２・１３が、ＬＰＦ１０・１１から出力される受信信号のＩ成分およびＱ成分について、１符合長分ごとに積分を行い、積分を行ったＩ成分の受信信号およびＱ成分の受信信号を相関フィルタ１４へ出力する。

ステップＳ７では、相関検出処理を行ってステップＳ８に移る。相関検出処理では、前述したようにして、相関フィルタ１４において受信信号と変調信号との相関を求める。ステップＳ８では、相関フィルタ１４において求められた相関値の振幅の振幅レベルが、予め設定した振幅レベル（つまり、閾値）以上であるか否かを判定部１５が判定する。そして、閾値以上と判定した場合（ステップＳ８でＹＥＳ）には、ステップＳ９に移る。また、閾値以上と判定しなかった場合（ステップＳ８でＮＯ）には、ステップＳ１４に移る。

ステップＳ９では、相関フィルタ１４において求められた相関値の１符合長内の位相の変化量が予め設定した量（つまり、設定量）以下であるか否かを判定部１５が判定する。そして、設定量以下と判定した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）には、ステップＳ１０に移る。また、設定量以下と判定しなかった場合（ステップＳ９でＮＯ）には、ステップＳ１４に移る。

ステップＳ１０では、検出対象とする物体を検出したものと判定部１５が判定するとともに、相関値の振幅の振幅レベルが閾値以上の振幅を示す時間から受信タイミングを判定し、ステップＳ１１に移る。ステップＳ１１では、マイク６から送波される超音波の送波タイミングと判定部１５で判定した反射波の受信タイミングとの時間差から、反射物体までの距離を距離検出部１６が検出し、ステップＳ１２に移る。

ステップＳ１２では、距離検出部１６の検出する距離が所定距離以内であった場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）には、ステップＳ１３に移る。また、距離検出部１６の検出する距離が所定距離以内でなかった場合（ステップＳ１２でＮＯ）には、ステップＳ１４に移る。ステップＳ１３では、報知部１７が警報等を発生して、自車両の乗員に物体の接近を報知し、ステップＳ１４に移る。

ステップＳ１４では、自車両のイグニッション電源がオフ（つまり、イグニッションオフ）になった場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）には、フローを終了する。また、自車両のイグニッションスイッチがオフになっていない場合（ステップＳ１４でＮＯ）には、ステップＳ１に戻ってフローを繰り返す。

以上の構成によれば、受信信号をパルス圧縮するので、受信信号のＳＮ比の向上を図ることができ、その受信信号をもとにして物体を検出する場合の検出距離をのばすことができる。

なお、パルス圧縮に利用する符号系列においては、符号系列の長さが長くなるほど、同じ相対速度に対しての位相回転量が増し、自己相関をとる場合に高い出力が得られる幅が狭くなる。これは、検出対象とする物体の相対速度の範囲（以下、相対速度域）が狭くなることを意味している。一方、符号系列の長さが短くなるほど、同じ相対速度に対しての位相回転量が減り、自己相関をとる場合に高い出力が得られる幅が広くなる。これは、検出対象とする物体の相対速度域が広くなることを意味している。

以上の構成によれば、自車両の車速に応じて符号系列の長さを変更するので、上述した関係により、自車両の車速に応じて、検出対象とする物体の相対速度域を変更することができる。その結果、受信信号のＳＮ比の向上を実現しながらも、検出対象とする物体の相対速度域を当該移動体の速度に応じて変更することが可能になる。

本実施形態の例では、高速走行時には符号長を長く（例えば７ビット）設定する一方、低速走行時には符号長を短く（例えば２ビット）設定し、相関フィルタ１４では受信信号のドップラーシフトの補正を行わない構成となっている。よって、高速走行時には、自車両に対する速度差が殆どない物体のみを検出対象とする一方、低速走行時には、自車両に対する速度差が少しある物体までを検出対象とすることが可能となる。従って、例えば高速道路等の高速走行時には自車両との速度差が殆どない並走車両のみを対象物体として検出する一方、駐車場等での低速走行時には、自車両との速度差が殆どない歩行者や他車両以外に加え、自車両との少しの速度差がある停車中の他車両や車止め等の静止物も検出対象とすることが可能になる。その結果、シチュエーションに応じた物体検出を行うことができ、利便性が向上する。

なお、実施形態１では、第１の所定速度以上の場合と、第１の所定速度よりも小さい第２の所定速度以下の場合とで符号系列の長さを変更する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、所定速度以上であるか否かに応じて、符号系列の長さを変更する構成としてもよい。また、２種類の速度区分に限らず、３種類以上の速度区分ごとに符号系列の長さを変更する構成としてもよい。

さらに、自車両が停止していると判定した場合に、符号系列の長さを周期的に切り替える構成としてもよい。以下では、この構成（以下、変形例１）について説明を行う。なお、説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の番号を付し、その説明を省略する。

変形例１においては、車速センサ１０１から自車両の車速を制御部１８が取得し、取得した車速をもとに、自車両が停止しているか否かを制御部１８が判定する。よって、制御部１８が請求項の停止判定手段に相当する。詳しくは、取得した車速が所定値以下であった場合に、自車両が停止していると判定する。ここで言うところの所定値とは、車速センサ１０１の検出限界の車速の値であって、実質的に０ｋｍ／ｈと言える値である。

また、制御部１８は、自車両が停止していると判定した場合には、信号変換器２において用いる符号系列の長さを第１の長さと、第１の長さよりも短い第２の長さとに、周期的に切り替えさせる。一例として本実施形態では、第１の長さは、７ビットの符号長とし、第２の長さは、２ビットの符号長とする。

送信信号をデジタル変調して送信する場合であって、検出対象とする物体までの距離が近い場合には、符号系列の長さが長いほど、送信波と反射波とが重なる時間帯が発生する可能性が高くなり、物体の検出が困難となる。一方、符号系列の長さが短いほど、送信波と反射波とが重なる時間帯が発生する可能性は低くなり、検出対象とする物体までの距離が近い場合であっても、物体の検出を行い易くなる。停車中の自車両の発進時には、陰に存在するような近距離の障害物を検出する必要性が高いため、走行時よりも近距離の物体を検出対象とする必要性が高くなると考えられる。

これに対して、変形例１の構成によれば、自車両が停止していると判定した場合に、符号系列の長さの長短を周期的に切り替えることになる。よって、長さのより長い符号系列を用いるときには受信信号のＳＮ比の向上を可能にし、長さのより短い符号系列を用いるときには、より近距離の物体の検出を行うことを可能にする。従って、より近距離の物体を検出する必要性がある場合に、より近距離の物体の検出を行うことを可能にしながら、受信信号のＳＮ比の向上も可能にすることができる。

また、自車両が停止していると制御部１８で判定した場合において、符号系列の長さが第２の長さ（例えば２ビット）に切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合、当該検出対象とする物体の検出中は、符号系列の長さを第２の長さに維持し続ける構成としてもよい。これによれば、自車両の停止中に一旦物体を検出した場合は、長さのより短い符号系列を用いて、より近距離の物体の検出を行い易くし続けることが可能になる。

また、変形例１においては、自車両が停止していないと制御部１８で判定した場合に、信号変換器２において用いる符号系列の長さを第１の長さ以上（例えば１１ビットの符号長など）に制御部１８が設定する構成とすればよい。これによれば、自車両が走行を開始し、より近距離の物体を検出する必要性がなくなった場合には、自車両の停車時に用いる長さ以上の符号系列を用いて、受信信号のＳＮ比の向上をより確実に行うことを可能にすることができる。

他にも、自車両が停止していると制御部１８で判定した場合において、符号系列の長さが第２の長さ（例えば２ビット）に切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合には、その後に自車両が停止していないと判定した場合に、符号系列の長さを第２の長さとする一方、第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出しなかった場合には、その後に自車両が停止していないと判定した場合に、符号系列の長さを、第１の長さ以上（例えば１１ビット）とする態様としてもよい。

これによれば、自車両の停止中に、長さのより短い符号系列を用いて物体を検出済みであった場合には、走行を開始した後も長さのより短い符号系列を用いて、より近距離の物体の検出を行い易くし続けることを可能にすることができる。一方、自車両の停止中に、長さのより短い符号系列を用いて物体を検出済みでない場合、走行開始後には、走行している車両の近傍に突然物体が出現する可能性は低く、近距離の物体を検出する必要性がないと考えられるため、自車両の停止時に用いる長さ以上の符号系列を用いて、受信信号のＳＮ比の向上をより確実に行うことを可能にすることができる。

なお、実施形態１では、相関フィルタ１４で受信信号のドップラーシフトの補正を行わない構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、相関フィルタ１４で位相回転補正係数を用いてドップラーシフトの補正を行うことで、自車両との速度差が開いた物体も検出対象とすることを可能にする構成としてもよい。位相回転補正係数とは、受信信号を位相回転させるための係数である。位相回転補正係数として、ドップラーシフトによる位相回転分を打ち消すだけの位相回転を行わせる値を設定すれば、受信信号のドップラーシフトを補正することが可能となっている。また、自車両の車速に応じて位相回転補正係数を切り換えることによって、自車両の車速に応じた相対速度範囲の物体を検出対象とする構成（以下、変形例２）としてもよい。

以下では、変形例２について説明を行う。なお、説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の番号を付し、その説明を省略する。

変形例２においては、相関フィルタ１４は、位相回転補正係数を用いて受信信号のドップラーシフトを補正し、その補正後の受信信号に対してパルス圧縮を行うことが可能なものであって、位相回転補正係数が可変となっている。

制御部１８は、例えば車速が第１の所定速度以上の場合と第２の所定速度以下の場合とで相関フィルタ１４で用いる位相回転補正係数を切り換えさせる。一例として変形例２では、第１の所定速度は、高速道路等の高速走行時に相当する程度の速度（８０ｋｍ／ｈなど）とし、第２の所定速度は、駐車場の低速走行時に相当する程度の速度（１０ｋｍ／ｈなど）とする。また、信号変換器２において用いる符号系列の長さについては、第１の所定速度以上の場合には、例えば７ビットの符号長と設定し、第２の所定速度以下の場合には、例えば２ビットの符号長と設定する。

制御部１８は、車速が第１の所定速度以上の場合には、相関フィルタ１４で位相回転補正係数を用いた受信信号の補正を行わせないものとする。なお、車速が第１の所定速度以上の場合に、位相回転補正係数を１とすることで、実質的に受信信号の補正を行わせない構成としてもよい。符号長が７ビットの場合には、１ビットごとに与える位相回転補正係数を全て１とすればよい。また、制御部１８は、車速が第２の所定速度以下の場合には、相関フィルタ１４で位相回転補正係数を所定の値に切り替えさせるものとする。ここで言うところの所定の値とは、検出対象とする相対速度の物体から反射される反射波から得られる受信信号のドップラーシフトを補正可能な位相回転補正係数の値である。所定の値は、検出対象とする相対速度に応じて予め算出されている構成とすればよい。例えば、相対速度が−５ｋｍ／ｈの物体を検出対象とする場合には、相対速度が−５ｋｍ／ｈの物体から反射される反射波から得られる受信信号のドップラーシフト分の位相変化分（Δθ）と変調速度とから予め位相回転補正係数を算出しておく構成とすればよい。そして、算出しておいた値を制御部１８のメモリに記憶させておく構成とすればよい。

以上の構成によれば、高速走行時には、相関フィルタ１４で受信信号のドップラーシフトの補正を行わないため、自車両に対する速度差が殆どない物体のみが検出対象となる。一方、低速走行時には、検出対象とする相対速度についてのドップラーシフトの補正を相関フィルタ１４で行うので、自車両に対する速度差が大きい物体でも検出対象とすることが可能となる。従って、シチュエーションに応じた物体検出をより容易に行うことが可能となり、利便性がさらに向上する。

（実施形態２）
なお、実施形態１では、パルス圧縮を行うフィルタを１つだけ用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、パルス圧縮を行うフィルタとして、受信信号のドップラーシフトについての位相回転補正係数が各々異なるフィルタを複数備える構成としてもよい。

まず、実施形態２における物体検出装置２００について説明を行う。図５は、物体検出装置２００の概略的な構成を示すブロック図である。図５に示す物体検出装置２００は、例えば自動車に搭載されるものである。なお、物体検出装置２００を搭載している自動車を以降では自車両と呼ぶ。

図１に示すように、物体検出装置２００は、パルス発生器１、信号変換器２、正弦波発生器３、ＡＭＰ４、ＡＤＣ５、マイク６、位相器７、乗算器８・９、ＬＰＦ１０・１１、および積分器１２・１３を備えている。また、物体検出装置１００は、図示しないマイクロコンピュータを備えており、相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃ、判定部１５、距離検出部１６、報知部１７、および制御部１８等の演算処理機能を備えている。なお、説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の番号を付し、その説明を省略する。

積分器１２・１３は、ＬＰＦ１０・１１から出力される受信信号のＩ成分およびＱ成分について、１符合長分ごとに加算（積分）を行う。そして、積分器１２は、積分を行ったＱ成分の受信信号を相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃへ出力し、積分器１３は、積分を行ったＩ成分の受信信号を相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃへ出力する。

相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃは、受信信号を位相回転させるための位相回転補正係数を用いて受信信号を位相回転させる点を除けば、前述した相関フィルタ１４と同様のものである。相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃでは、受信信号に対し、時間的に異なるタイミングで、変調信号の共役複素符号を受信信号の符号に乗じる前に、受信信号を位相回転させるための位相回転補正係数を用いて受信信号を位相回転させる。

位相回転補正係数として、ドップラーシフトによる位相回転分を打ち消すだけの位相回転を行わせる値が設定されている相関フィルタ１４が、相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃのうちに存在する場合には、当該位相回転補正係数を用いて受信信号のドップラーシフトを補正することが可能となっている。また、当該位相回転補正係数を用いて受信信号のドップラーシフトが補正された場合には、ドップラーシフトによる位相変化分が加算されることがなくなるため、ＩＱ平面上において受信信号のベクトルが回転しなくなり、その相関フィルタ１４からは高い相関値が出力されることになる。なお、位相回転補正係数が請求項の受信信号のドップラーシフトについての補正係数に相当する。

物体検出装置２００の用途が特定されている場合には、検出対象とする物体の相対速度域を予め想定することができるので、相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃの各位相回転補正係数は、この想定される相対速度域に応じたドップラーシフトの周波数帯をカバーするように、各々異なる値を設定する構成とすればよい。また、実施形態２では位相回転補正係数の異なる相関フィルタ１４を３つ（つまり、相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃ）用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らず、検出対象とする物体の相対速度域に応じて３つ以外の複数の相関フィルタ１４を用いる構成としてもよい。

例えば、位相回転補正係数Ｋは、以下の式６によって算出された値を各相関フィルタ１４に設定する構成とすればよい。なお、式６中のｍは相関フィルタ１４の番号であって、１から順番に各相関フィルタ１４に割り振られている整数値である。相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃの場合には、ｍは順番に１、２、３となる。また、ｎは符号系列の各符号の番号であって、１から順番に最後尾の符号から先頭の符号までに割り振られている整数値である。符号長が７ビットの場合には、ｎは先頭の符号から順番に７、６、５、４、３、２、１となる。Ｌは符号長であって、符号長が７ビットの場合には、７となる。

ここで、位相回転補正係数Ｋの具体例について図６〜図７（ｂ）を用いて説明を行う。図６は、各相関フィルタ１４の各符号についての位相回転補正係数の一例を示す図である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、位相回転補正係数の異なる各相関フィルタ１４の機能構成を示す図である。図６〜図７（ｂ）の例では、便宜上、相関フィルタ１４は、相関フィルタ１４ａと相関フィルタ１４ｂの２つであって、相関フィルタ１４ａが番号１、相関フィルタ１４ｂが番号２であるものとして説明を行う。また、符号系列の符号長は７ビットであるものとして説明を行う。

相関フィルタ１４の数が２、符号系列の符号長が７の場合、式６によって、相関フィルタ１４ａ・１４ｂの各符号についての位相回転補正係数は、図６に示すようになる。詳しくは、相関フィルタ１４ａの先頭の符号から最後尾の符号までの位相回転補正係数Ｋ（１，７）〜Ｋ（１，１）は全て１となる。よって、相関フィルタ１４ａでは、受信信号の各符号について位相回転補正係数Ｋ（１，７）〜Ｋ（１，１）が乗算された場合であっても、この乗算による位相回転は生じない（図７（ａ）参照）。

一方、相関フィルタ１４ｂの先頭の符号から最後尾の符号までの位相回転補正係数Ｋ（２，７）〜Ｋ（２，１）は、ｃｏｓ（６／６×π）＋ｊｓｉｎ（６／６×π）、ｃｏｓ（５／６×π）＋ｊｓｉｎ（５／６×π）、ｃｏｓ（４／６×π）＋ｊｓｉｎ（４／６×π）、ｃｏｓ（３／６×π）＋ｊｓｉｎ（３／６×π）、ｃｏｓ（２／６×π）＋ｊｓｉｎ（２／６×π）、ｃｏｓ（１／６×π）＋ｊｓｉｎ（１／６×π）、１となる。よって、相関フィルタ１４ｂでは、受信信号の各符号について位相回転補正係数Ｋ（２，７）〜Ｋ（２，１）が乗算された場合に、この乗算により＋１８０°の位相回転が生じる（図７（ｂ）参照）。

つまり、相関フィルタ１４ａでは、自車両との速度差が殆どない物体（つまり、相対速度が０前後の物体）から反射される反射波から得られる受信信号のみが良好にパルス圧縮され、相関値の出力が高くなる。一方、相関フィルタ１４ｂでは、−１８０°程度のドップラーシフトが生じる相対速度の物体から反射される反射波から得られる受信信号のみが良好にパルス圧縮され、相関値の出力が高くなる。このように、各相関フィルタ１４で異なる位相回転補正係数を用いて受信信号を位相回転させることで、それぞれ異なる相対速度域をカバーするようにすることができる。なお、式６によって算出された位相回転補正係数を各相関フィルタ１４に設定する場合には、１つの相関フィルタ１４がそれぞれ数ｋｍ／ｈ程度の相対速度域をカバーすることになる。

続いて、判定部１５では、各相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃから入力される相関値のうち、振幅の振幅レベルが最大値のものについて、予め設定した振幅レベル以上である場合に、検出対象とする物体を検出したものと判定する構成とすればよい。これによれば、対応する相対速度域の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっているので、各相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃで求められる相関値の振幅レベルのうちの最大値について閾値判定を行うことで、検出対象とする物体の有無を精度良く判定することができる。

また、検出対象とする物体を検出したものと判定した場合に、振幅レベルが最大値となる相関値が求められた相関フィルタ１４を特定し、検出対象とする物体の相対速度を判定部１５で判定する構成としてもよい。詳しくは、前述したように、相関フィルタ１４ごとでカバーする相対速度域が異なるため、相関フィルタ１４を特定することで、この相関フィルタ１４に対応する相対速度域を検出対象とする物体の相対速度と判定する。なお、例えば当該相対速度域の中心値を検出対象とする物体の相対速度と判定するといったように、当該相対速度域の一点の値を、検出対象とする物体の相対速度と判定する構成としてもよい。

判定した相対速度は、例えば自車両への接触の危険性の判断に用いるなどする構成とすればよい。また、判定した相対速度と車速センサ１０１から得られる自車両の車速とをもとに、検出対象とする物体の絶対速度を求める構成としてもよい。

なお、判定部１５では、各相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃから入力される各相関値の振幅レベルについて、予め設定した振幅レベル以上の振幅であるか否かをそれぞれ判定し、予め設定した振幅レベル以上のものが存在した場合に、検出対象とする物体を検出したものと判定する構成としてもよい。これによれば、対応する相対速度範囲の物体から反射される反射波から得られる受信信号については、相関値の振幅レベルが高くなるようになっているので、検出対象とする物体の有無を精度良く判定することができる。なお、この閾値判定に用いられる振幅レベルは、各相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃからの各相関値に対して各々設定されている構成としてもよい。

また、検出対象とする物体を検出したものと判定した場合に、振幅レベルが予め設定した振幅レベル以上となる相関値が求められた相関フィルタ１４を特定し、前述したのと同様にして、検出対象とする物体の相対速度を判定部１５で判定する構成としてもよい。

さらに、判定部１５では、相関フィルタ１４ａ・１４ｂ・１４ｃの各相関値の振幅を加算し、その加算した振幅の振幅レベルが予め設定した振幅レベル以上であるか否かを判定し、予め設定した振幅レベル以上であった場合に、対象とする物体を検出したと判定する構成としてもよい。これによれば、各々の相関値に対して振幅に関する閾値判定を行うことなく物体を検出することができるため、処理の軽減を図ることが可能となる。

実施形態２においても、前述の変形例１と同様にして、自車両が停止していると判定した場合に、符号系列の長さの長短を周期的に切り替える構成としてもよい。また、自車両が停止していると判定した場合において、符号系列の長さが第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合、当該検出対象とする物体の検出中は、符号系列の長さを第２の長さに維持し続ける構成としてもよい。

さらに、自車両が停止していないと制御部１８で判定した場合に、信号変換器２において用いる符号系列の長さを第１の長さ以上に制御部１８が設定する構成としてもよい。他にも、自車両が停止していると判定した場合において、符号系列の長さが第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合には、その後に自車両が停止していないと判定した場合に、符号系列の長さを第２の長さとする一方、第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出しなかった場合には、その後に自車両が停止していないと判定した場合に、符号系列の長さを、第１の長さ以上とする態様としてもよい。

前述の実施形態では、送信波として超音波を用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。送信波としては周知の物体検出装置に利用される探査波であれば超音波以外を用いる構成としてもよく、例えばミリ波等を用いる構成としてもよい。

符号系列の種類として、Ｂａｒｋｅｒ符号を用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。Ｂａｒｋｅｒ符号の符号系列の長さは最大１３ビットのため、それ以上の符号系列の長さを選択したい場合は、例えば、Ｍ系列、Ｇｏｌｄ符号等を用いてもよい。また、
符号系列の長さを第２の長さとして極力短く設定したい場合、１ビットとしてもよい。

また、送信波としてミリ波等の伝搬速度の速い探査波を用いる場合には、位相回転の生じる量がため、位相回転が生じやすい場合に起こりえる検出対象外の物体の誤検出を防ぐための積分器１２・１３を備えない構成としてもよい。一方、超音波のように伝搬速度の遅い探査波を用いる場合には、位相回転がよく生じるため、積分器１２・１３を備える構成とすることが好ましい。

また、自車両の車速を車速センサ１０１から取得する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、自車両の車速を、制御部１８がシフト位置をもとに推定することで取得する構成としてもよい。シフト位置は図示しないシフトポジションセンサから制御部１８が取得する構成とすればよい。例えば、シフト位置が駐車位置（Ｐ）或いは中立位置（Ｎ）である場合や、シフト位置の切り替わり直後（特に走行位置（Ｄなど）から後退位置（Ｒ）に切り替わった場合）は車速が０ｋｍ／ｈと推定する構成とすればよい。また、走行位置（Ｄなど）の場合には設定されたシフト値によっておおよその車速を推定することが可能であるので、このシフト値をもとに車速を推定すればよい。

前述の実施形態では、自動車に物体検出装置１００や物体検出装置２００を搭載する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、自動車以外の移動体に物体検出装置１００や物体検出装置２００を搭載する構成としてもよく、例えば二輪車や移動ロボット等に物体検出装置１００や物体検出装置２００を搭載する構成としてもよい。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ パルス発生器（送信信号発生手段）、２ 信号変換器、３ 正弦波発生器、４ ＡＭＰ、５ ＡＤＣ、６ マイク（送受波手段）、７ 位相器、８・９ 乗算器、１０・１１ ＬＰＦ、１２・１３ 積分器（積分手段）、１４・１４ａ・１４ｂ・１４ｃ 相関フィルタ（パルス圧縮手段）、１５ 判定部、１６ 距離検出部、１７ 報知部、１８ 制御部（移動速度取得手段、停止判定手段）、１００ 物体検出装置、１０１ 車速センサ、２００ 物体検出装置

Claims (13)

1. 移動体に搭載され、
   複数のパルスからなる複数のパルス列で構成される送信信号を発生する送信信号発生手段と、
   前記送信信号発生手段の発生する送信信号のパルス列ごとに所定の符号系列に従ってデジタル変調を施した変調信号を出力する変調手段と、
   前記変調手段の出力する変調信号から送信波を生成して送波するとともに、その送信波の反射波を受波する送受波手段と、
   前記送受波手段で受波した反射波から得られる受信信号と前記変調信号との符号の相関値を求め、その結果により前記反射波から得られる受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段とを備え、
   前記パルス圧縮手段でパルス圧縮された受信信号に基づいて検出対象とする物体を検出する物体検出装置であって、
   前記移動体の速度を取得する移動速度取得手段を備え、
   前記移動速度取得手段で取得した速度に応じて、前記符号系列の長さを変更することを特徴とする物体検出装置。
2. 請求項１において、
   前記移動速度取得手段で取得した速度が第１の所定速度以上の場合と、前記第１の所定速度よりも小さい第２の所定速度以下の場合とで前記符号系列の長さを変更することを特徴とする物体検出装置。
3. 請求項２において、
   前記移動速度取得手段で取得した速度が前記第１の所定速度以上の場合には、前記第２の所定速度以下の場合よりも前記符号系列の長さを長くすることを特徴とする物体検出装置。
4. 請求項１において、
   前記移動体が停止しているか否かを判定する停止判定手段を備え、
   前記停止判定手段で前記移動体が停止していると判定した場合には、前記符号系列の長さを、第１の長さと、前記第１の長さよりも短い第２の長さとに、周期的に切り替えることを特徴とする物体検出装置。
5. 請求項４において、
   前記停止判定手段で前記移動体が停止していると判定した場合において、前記符号系列の長さが前記第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合、当該検出対象とする物体の検出中は、前記符号系列の長さを前記第２の長さに維持し続けることを特徴とする物体検出装置。
6. 請求項４または５において、
   前記停止判定手段で前記移動体が停止していないと判定した場合には、前記符号系列の長さを、前記第１の長さ以上とすることを特徴とする物体検出装置。
7. 請求項４において、
   前記停止判定手段で前記移動体が停止していると判定した場合において、前記符号系列の長さが前記第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出した場合には、その後に前記停止判定手段で前記移動体が停止していないと判定した場合に、前記符号系列の長さを前記第２の長さとする一方、
   前記停止判定手段で前記移動体が停止していると判定した場合において、前記符号系列の長さが前記第２の長さに切り換えられていたときに検出対象とする物体を検出しなかった場合には、その後に前記停止判定手段で前記移動体が停止していないと判定した場合に、前記符号系列の長さを、前記第１の長さ以上とすることを特徴とする物体検出装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   前記送受波手段で受波した反射波から得られた受信信号を前記符号系列の１符号長分ごとに積分する積分手段を備え、
   前記パルス圧縮手段は、前記積分手段で１符号長分ごとに積分された受信信号と前記変調信号との符号の相関値を求め、その結果により前記反射波から得られる受信信号をパルス圧縮することを特徴とする物体検出装置。
9. 請求項８において、
   前記パルス圧縮手段で求められた相関値の振幅と位相の変化量とのうちの少なくとも振幅をもとに、検出対象とする物体の有無を判定することで検出対象とする物体を検出することを特徴とする物体検出装置。
10. 請求項１〜８のいずれか１項において、
    前記パルス圧縮手段として、前記受信信号のドップラーシフトについての補正係数が各々異なるものを複数備え、
    前記パルス圧縮手段は、前記補正係数を用いて補正した後の受信信号と前記変調信号との符号の相関値を求め、その結果により前記反射波から得られる受信信号をパルス圧縮するものであって、
    前記複数のパルス圧縮手段で求められた各相関値の振幅レベルのうちの最大値について、予め設定した振幅レベルとの大小関係を判定する閾値判定を行い、その判定結果に基づいて、検出対象とする物体の有無を判定することで検出対象とする物体を検出することを特徴とする物体検出装置。
11. 請求項１０において、
    検出対象とする物体があると判定した場合に、振幅レベルが最大値となる相関値が求められたパルス圧縮手段を特定することによって、検出対象とする物体の相対速度を判定することを特徴とする物体検出装置。
12. 請求項１〜８のいずれか１項において、
    前記パルス圧縮手段として、前記受信信号のドップラーシフトについての補正係数が各々異なるものを複数備え、
    前記パルス圧縮手段は、前記補正係数を用いて補正した後の受信信号と前記変調信号との符号の相関値を求め、その結果により前記反射波から得られる受信信号をパルス圧縮するものであって、
    前記複数のパルス圧縮手段で求められた各相関値の振幅レベルについて、予め設定した振幅レベルとの大小関係をそれぞれ判定する閾値判定を行い、その判定結果に基づいて、検出対象とする物体の有無を判定することで検出対象とする物体を検出することを特徴とする物体検出装置。
13. 請求項１２において、
    検出対象とする物体があると判定した場合に、振幅レベルが前記予め設定した振幅レベル以上となる相関値が求められたパルス圧縮手段を特定することによって、検出対象とする物体の相対速度を判定することを特徴とする物体検出装置。

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