JP2015017920A

JP2015017920A - 物体検知装置

Info

Publication number: JP2015017920A
Application number: JP2013146004A
Authority: JP
Inventors: 寺田　直人; Naoto Terada; 直人寺田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2015-01-29

Abstract

【課題】誤検知を生じにくくしながらも、物体を検知可能な範囲を近距離側へ広げる。
【解決手段】制御部４は、間欠的に発生する複数の出力波が出力波群として送波されるように送波部２を制御する。検知部５は、出力波群のうち最初の出力波の送波終了時点から最後の出力波の送波終了時点までの期間を含むマスク期間を設定し、当該マスク期間の終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知する。さらに、制御部４は、受波部３がマスク期間に反射波を受けた場合に、出力波群における出力波の数を減らして出力波群を再送する再送部４１を有している。検知部５は、受波部３がマスク期間に反射波を受けた場合に、当該マスク期間の終了後の受波信号に基づく検知結果を無効にし、再送された出力波群について設定されたマスク期間の終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知する再測部５１を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、検知空間に超音波や電波や光等の出力波を送波し、当該出力波の反射波を用いて検知空間に存在する物体を検知する物体検知装置に関する。

従来から、この種の物体検知装置として、反射波が所定の時間の範囲内に戻ってきたか否かにより、物体が装置から一定の距離の範囲（所定ゾーン）に入ったか否かを検知する装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の物体検知装置（超音波式物体検出装置）は、出力波（超音波信号）の送波後の予め定める時間後の所定時間だけ開かれるゲート回路を有し、ゲート回路を通して反射波を出力することにより、物体が所定ゾーンに入ったか否かを検知する。ただし、この物体検知装置においては、所定ゾーンよりも手前に物体が存在する場合に、物体と検知装置の超音波素子との間で出力波の多重反射が生じて、超音波素子で反射波が複数回受波されることがある。この場合、多重反射された反射波をゲート回路が開かれる期間（所定時間）に受波すると、物体検知装置は、実際には所定ゾーンよりも手前にある物体を、あたかも所定ゾーン内にあるかのように誤検知する可能性がある。

そこで、特許文献１に記載の物体検知装置は、ゲート回路が開かれる以前に反射波が受信されると、ゲート回路の出力を禁止するように構成されている。これにより、物体検知装置は、所定ゾーンよりも手前に物体がある場合に、この物体と超音波素子との間で出力波が多重反射することがあっても、この物体を所定ゾーン内にあるかのように誤検知することを防止できる。

実開昭５９−１７６９８２号公報

しかし、特許文献１に記載の物体検知装置は、ゲート回路が開かれる前の期間（以下、「マスク期間」という）に反射波を受信するとゲート回路の出力が禁止されるから、マスク期間に反射波が戻ってくる程の近距離に存在する物体を検知することができない。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、誤検知を生じにくくしながらも、物体を検知可能な範囲を近距離側へ広げることができる物体検知装置を提供することを目的とする。

本発明の物体検知装置は、検知空間に出力波を送波する送波部と、前記検知空間に存在する物体での前記出力波の反射波を受波し当該反射波を電気信号からなる受波信号に変換する受波部と、間欠的に発生する複数の前記出力波が出力波群として送波されるように前記送波部を制御する制御部と、前記出力波群のうち最初の前記出力波の送波終了時点から最後の前記出力波の送波終了時点までの期間を含むマスク期間を設定し、当該マスク期間の終了後の前記受波信号に基づいて前記物体を検知する検知部とを備え、前記制御部は、前記受波部が前記マスク期間に前記反射波を受けた場合に、前記出力波群における前記出力波の数を減らして前記出力波群を再送する再送部を有し、前記検知部は、前記受波部が前記マスク期間に前記反射波を受けた場合に、当該マスク期間の終了後の前記受波信号に基づく検知結果を無効にし、再送された前記出力波群について設定された前記マスク期間の終了後の前記受波信号に基づいて前記物体を検知する再測部を有することを特徴とする。

この物体検知装置において、前記再送部は、前記受波部が前記マスク期間において前記反射波を受けたタイミングに応じて、再送時の前記出力波群に含まれる前記出力波の数を決定するように構成されていることが望ましい。

あるいは、この物体検知装置において、前記再送部は、再送時の前記出力波群に含まれる前記出力波の数を１つとするように構成されていることが望ましい。

また、この物体検知装置において、前記再送部は、前記出力波群の再送を複数回繰り返して行い、前記再測部は、再送された前記複数回分の前記出力波群に対応する前記受波信号に基づいて前記物体を検知するように構成されていることがより望ましい。

この物体検知装置において、前記検知部は、前記検知空間に前記物体が存在する場合に、前記出力波の送波から前記反射波を受波するまでの時間に基づいて前記物体までの距離を求める演算部を有することがより望ましい。

本発明は、制御部が、マスク期間に反射波を受けた場合に、出力波群における出力波の数を減らして出力波群を再送する再送部を有している。さらに、再測部は、再送された出力波群について設定されたマスク期間の終了後の受波信号に基づいて物体を検知する機能を有している。したがって、物体検知装置は、誤検知を生じにくくしながらも、物体を検知可能な範囲を近距離側へ広げることができるという利点がある。

実施形態１に係る物体検知装置の構成を示す概略ブロック図である。第１の参考例の動作の説明図である。第２の参考例の動作の説明図である。第２の参考例の動作の説明図である。実施形態１に係る物体検知装置の動作の説明図である。実施形態１に係る物体検知装置の動作の説明図である。実施形態１に係る物体検知装置の動作の説明図である。実施形態１に係る物体検知装置の動作の説明図である。

（参考例）
本参考例に係る物体検知装置は、ノイズを反射波と誤認して物体の誤検知が生じることを回避するために、出力波を複数回送波し、全ての出力波の反射波を受波した場合にのみ物体が存在すると判断するように構成されている。すなわち、物体検知装置は、複数回分の反射波を全て受波して初めて物体の存在を検知するので、単発的なノイズが発生しただけでは、物体の誤検知を生じることはない。したがって、本参考例に係る物体検知装置によれば、ノイズを反射波と誤認することによる誤検知を生じにくくなる。

第１の参考例としての物体検知装置は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、送波した出力波の反射波を受波してから次の出力波を送波することで、出力波の送波および反射波の受波を複数回繰り返し行うように構成されている。図２Ａは物体検知装置から送波される出力波を示し、図２Ｂは物体検知装置で受波される反射波を表している。図２Ａ，図２Ｂでは、検知空間に物体が存在する場合を例示しており、一例として出力波の送波が４回繰り返され、各出力波に対応する反射波が４回とも受波されている。なお、出力波、反射波等の超音波を図示する場合、超音波を送波あるいは受波していない状態を基準にして、超音波を送波あるいは受波している状態を波形の立ち上がりによって示す。

ただし、第１の参考例の物体検知装置は、反射波が受波されるのを待って次の出力波を送波するので、とくに遠くの物体を検知する場合には１回の送波から受波までに要する時間が長くなり、１回目の出力波の送波から検知結果を出すまでに時間が掛かる。なお、たとえば物体検知装置から物体までの距離が５ｍの場合、出力波の送波から反射波の受波までに要する時間は約２９ｍｓである。

これに対し、第２の参考例としての物体検知装置は、図３Ａ，図３Ｂに示すように、反射波の受波を待たずに出力波を比較的短い時間間隔で複数回まとめて送波し、その後、これら複数回の出力波に対応する反射波をまとめて受波するように構成されている。この場合、複数回の出力波は、少なくとも各出力波の残響成分が各々の次の出力波に影響しない程度まで減衰するような時間間隔を空けて送波される。図３Ａは物体検知装置から送波される出力波を示し、図３Ｂは物体検知装置で受波される反射波を表している。図３Ａ，図３Ｂでは、検知空間に物体が存在する場合を例示しており、一例として出力波の送波が４回繰り返され、各出力波に対する反射波が４回とも受波されている。

ここで、第２の参考例の物体検知装置は、１回の検知に用いる一連の出力波（出力波群）のうち最初の出力波の送波終了時点から最後の出力波の送波終了時点までの期間を含むマスク期間を設定し、マスク期間の終了後の反射波から物体を検知する。すなわち、第２の参考例の物体検知装置は、出力波の送波間隔が短く、マスク期間においてはたとえば出力波の残響成分と反射波との区別が困難であるため、マスク期間には物体の検知を行わないように構成されている。

ただし、第２の参考例の物体検知装置は、すぐ近くに反射率の高い物体が存在する場合に、物体と装置との間で出力波が多重反射することがある。この場合、物体検知装置は、図４Ａ，図４Ｂに示すように、物体で１回反射されただけの反射波Ｒ１をマスク期間Ｔｍ内に受波し、マスク期間Ｔｍの終了後に多重反射された反射波Ｒ２を受波する可能性がある。図４Ａは物体検知装置から送波される出力波を示し、図４Ｂは物体検知装置で受波される反射波を表している。図４Ｂでは、送波された出力波の残響成分や回り込みなど、反射波以外の成分を破線で示している。なお、図４Ａでは出力波の送波間隔が図３Ａと異なるが、出力波の送波間隔はいずれでもよい。

この物体検知装置は、たとえば出力波の送波から反射波の受波までの時間に基づいて物体までの距離を求めることができるが、上述の多重反射が生じている状況下では、多重反射された反射波に基づいて距離を求めることで誤った結果が得られることになる。したがって、第２の参考例の物体検知装置では、物体と装置との間で生じる出力波の多重反射に起因した誤検知を生じることがある。

（実施形態１）
本実施形態の物体検知装置は、上述した第２の参考例の物体検知装置を基本構成として、下記の構成を採用することで、上述したような物体と装置との間で生じる出力波の多重反射に起因した誤検知が生じにくい装置を実現する。

本実施形態の物体検知装置１は、図１に示すように、送波部２と、受波部３と、制御部４と、検知部５とを備えている。

送波部２は、検知空間に出力波を送波する。受波部３は、検知空間に存在する物体１０での出力波の反射波を受波し当該反射波を電気信号からなる受波信号に変換する。

制御部４は、間欠的に発生する複数の出力波が出力波群として送波されるように送波部２を制御する。検知部５は、出力波群のうち最初の出力波の送波終了時点から最後の出力波の送波終了時点までの期間を含むマスク期間を設定し、当該マスク期間の終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知する。

さらに、制御部４は、受波部３がマスク期間に反射波を受けた場合に、出力波群における出力波の数を減らして出力波群を再送する再送部４１を有している。検知部５は、受波部３がマスク期間に反射波を受けた場合に、当該マスク期間の終了後の受波信号に基づく検知結果を無効にし、再送された出力波群について設定されたマスク期間の終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知する再測部５１を有している。

以下、本実施形態の物体検知装置１について詳しく説明する。ただし、以下に説明する物体検知装置１は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態においては、物体検知装置１が、自動車に搭載され、車両の周囲に存在する障害物の検知を行って自動車の運転を支援する所謂クリアランスソナーシステムに用いられる場合を例とする。クリアランスソナーシステムは、たとえば障害物までの距離に応じて運転者に通知を行ったり、自動車のブレーキ操作を支援したりする機能を有している。物体検知装置１は、自動車のＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続され、自動車が規定速度以下で走行中に障害物の検知を行い、車両の周囲に存在する障害物の有無、並びに障害物が存在する場合には障害物までの距離を、検知結果としてＥＣＵへ出力する。

本実施形態の物体検知装置１は、図１に示すように、上述した送波部２、受波部３、制御部４、検知部５に加えて、検知結果をＥＣＵ（図示せず）へ出力する出力部６を備えている。ここでは、制御部４、検知部５、出力部６は、メモリおよびプロセッサを有するマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成とし、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される。マイコンを制御部４、検知部５、出力部６として機能させるプログラムは、たとえば記録媒体に記憶されて提供されてもよい。

また、制御部４および検知部５は、自動車のＥＣＵが適宜のプログラムを実行することにより実現されていてもよい。この場合、制御部４および検知部５をＥＣＵと別に設ける必要がないため出力部６は省略可能であり、物体検知装置１は、センサユニットとしての送波器２２および受波器３１がＥＣＵに接続されて構成されることになる。

送波部２は、発振回路および送波アンプを含む送波回路２１と、超音波素子（超音波トランスデューサ）からなる送波器２２とを有している。送波部２は、送波回路２１から出力される電気信号からなる送波信号を、送波器２２にて送波回路２１の発振周波数と同一周波数の超音波に変換し、この超音波を出力波として検知空間に送波（放射）するように構成されている。

受波部３は、超音波素子（超音波トランスデューサ）からなり検知空間から到来する超音波を受波信号に変換する受波器３１と、受波器３１から出力される受波信号を増幅する受波アンプを含む受波回路３２とを有している。つまり、受波部３は、送波部２から送波され検知空間内に存在する物体（障害物）１０で反射された超音波を、受波器３１にて反射波として受波し電気信号からなる受波信号に変換し、さらに受波回路３２で受波信号を増幅して出力するように構成されている。なお、以下では、受波回路３２で増幅後の受波信号を単に「受波信号」という。

センサユニットを構成する送波器２２および受波器３１は、このように検知空間（ここでは車両の周囲の空間）へ超音波（出力波）を送波し、また検知空間からの超音波（反射波）を受波するように、検知空間に向けて配置されている。具体的には、センサユニットとしての送波器２２および受波器３１は、車両の四隅（右前、右後、左前、左後）を含む複数箇所にそれぞれ設けられているが、図１では１箇所に設けられた送波器２２および受波器３１のみを図示している。

なお、送波器２２と受波器３１とはいずれも超音波素子（超音波トランスデューサ）からなるので、１つの超音波素子が送波器２２および受波器３１として兼用されていてもよい。この場合、物体検知装置１の部品点数を少なく抑えることができる。また、物体検知装置１で用いる出力波は、超音波に限らず、たとえば超音波以外の疎密波、または電波や光等の電磁波であってもよい。

制御部４は、１回の検知につき、送波回路２１へ間欠的にパルス信号を出力することで、送波回路２１を間欠的に駆動して送波信号を間欠的に生じさせる。これにより、送波部２からは、間欠的に発生する複数の出力波が一まとまりの出力波群として送波される。制御部４は、パルス信号の間隔およびパルス幅を適宜設定することにより、出力波群に含まれる個々の出力波の間隔および時間軸方向の幅を適宜設定する。なお、個々の出力波はパルス波であってもよいしバースト波であってもよい。

本実施形態では、物体検知装置１は、第２の参考例と同様に、図５Ａ，図５Ｂに示すように、１回の検知につき、出力波を比較的短い時間間隔で４回繰り返して送波するように構成されている。つまり、制御部４は、間欠的に発生する４つの出力波が一まとまりの出力波群として出力されるように送波部２を制御する。しかも、これら４つの各出力波は、少なくとも各出力波の残響成分が各々の次の出力波に影響しない程度まで減衰するような時間間隔を空けて送波される。なお、図５Ａは送波部２から送波される超音波（出力波）を示し、図５Ｂは受波部３で受波される超音波を表している。

図５Ａ，図５Ｂでは、検知空間に物体１０が存在しない場合を例示しており、出力波群として４つの出力波が検知空間に送波されているが、各出力波に対応する反射波は受波されない。ここで、受波部３は、出力波の残響成分や、回り込みによる送波部２からの直接波（出力波）を受波することがあるが、このような反射波以外の成分は、物体１０の検知には使用されない。図５Ｂ並びに後出の図６Ｂ，図７Ｂ，図８Ｂにおいては、送波部２から送波された出力波の残響成分や回り込みなど、反射波以外の成分を破線で示している。

なお、本実施形態の物体検知装置１では、物体１０の検知を間欠的に行っており、制御部４は、上述した一まとまりの出力波群が所定の検知間隔を空けて出力されるように送波部２を制御する。検知間隔は、出力波群に含まれる個々の出力波の間隔よりも十分に長い時間間隔である。

検知部５は、受波部３から受波信号を入力し、この受波信号を用いて物体１０の検知を行う。ここでは、検知部５は、出力波群の波形パターン（少なくとも個々の出力波の間隔）を出力パターンとしてメモリに予め記憶しており、出力パターンと同じ波形パターンの受波信号を受けた場合に、受波部３で物体１０からの反射波が受波されたと判断する。これにより、検知部５は、単発的に発生するノイズと反射波とを区別することができる。

さらに、検知部５は、制御部４との間で同期をとるように構成されている。本実施形態では、検知部５は、検知空間に物体１０が存在する場合に、出力波の送波から反射波を受波するまでの時間に基づいて物体１０までの距離を求める演算部５２を有している。演算部５２は、たとえば送波部２より送波される出力波群の最初の（１発目の）出力波の立ち上がりから、この出力波に対応し受波部３で受波された反射波の立ち上がりまでの時間を計測し、この時間を物体１０までの距離に換算する。

つまり、演算部５２は、超音波の往復に掛かる時間（飛行時間）と音速とから距離を求めるＴＯＦ（Time of flight）法により物体１０までの距離を求めている。超音波の飛行時間をＴｆ〔ｓ〕、音速をＣ〔ｍ／ｓ〕とすれば、物体１０までの距離Ｌ１〔ｍ〕は、Ｌ１＝Ｔｆ×Ｃ／２で表される。したがって、検知部５は、検知空間（車両の周囲の空間）における物体（障害物）１０の有無、並びに物体１０が存在する場合には演算部５２で求めた物体１０までの距離を、物体１０の検知結果として出力する。

ここにおいて、検知部５は、図５Ａ，図５Ｂに示すように、一まとまりの出力波群のうち最初の（１発目の）出力波の送波終了時点から最後の（４発目の）出力波の送波終了時点までの期間を含むマスク期間Ｔｍを設定する。そして、検知部５は、このマスク期間Ｔｍの終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知する。すなわち、本実施形態の物体検知装置１は、上述した第２の参考例と同様に、出力波の送波間隔が短く、マスク期間Ｔｍにおいてはたとえば出力波の残響成分と反射波との区別が困難であるため、マスク期間Ｔｍには物体１０の検知を行わないように構成されている。

本実施形態では、マスク期間Ｔｍは、図５Ａ，図５Ｂに示すように、出力波群のうち最初の（１発目の）出力波の送波開始時点から最後の（４発目の）出力波の残響成分がなくなるまでの期間である。マスク期間Ｔｍは、この例に限らず、少なくとも出力波群のうち最初の出力波の送波終了時点から最後の出力波の送波終了時点までの期間を含むように適宜設定されてもよいが、物体１０を検知可能な距離範囲を広げるためには極力短く設定されることが望ましい。

ここで、マスク期間Ｔｍの終了するタイミングが物体１０を検知可能な距離範囲の下限値を決めるので、検知対象として想定される物体１０までの物体検知装置１からの最短距離に応じて、出力波群は出力波の数および時間間隔が決定される。たとえば、出力波群における出力波の時間間隔が短くなる程、物体１０を検知可能な距離範囲を近距離側に広げる（下限値を下げる）ことができる。

また、詳しくは後述するが、検知部５は、受波部３がマスク期間Ｔｍに反射波を受波した場合、このマスク期間Ｔｍの終了後の受波信号に基づく物体１０の検知結果を無効とするように構成されている。

出力部６は、検知部５の検知結果を受け、検知結果に応じた信号を車両のＥＣＵへ送信する。

ところで、本実施形態の物体検知装置１は、制御部４が再送部４１を有し、検知部５が再測部５１を有することにより、第２の参考例のような物体１０と装置との間で生じる出力波の多重反射に起因した誤検知が生じにくい装置を実現している。

すなわち、再送部４１は、受波部３がマスク期間Ｔｍに反射波を受けた場合、出力波群における出力波の数を減らして出力波群を再送するように送波部２を制御する。

具体的に説明すると、検知部５は、検知空間に物体１０が存在しない場合におけるマスク期間Ｔｍでの受波信号の波形パターン（図５Ｂに破線で示すような波形パターン）を参照パターンとしてメモリに予め記憶している。そして、検知部５は、マスク期間Ｔｍについて受波信号と参照パターンとの差分（以下、「差分信号」という）をとることで、マスク期間Ｔｍに受けた反射波の有無を判断し、この判断結果を制御部（再送部４１）４へ出力する。

つまり、物体検知装置１は、たとえばすぐ近くに反射率の高い物体１０が存在する場合、図６Ａ，図６Ｂに示すように、マスク期間Ｔｍにて物体１０での反射波を受波することがある。この場合、検知部５は受波信号と参照パターンとの差分をとるので、図６Ｂに実線で示すような波形パターンが残ることになる。言い換えれば、マスク期間Ｔｍに受けた物体１０での反射波に相当する成分は差分信号として現れる。したがって、検知部５は、差分信号から、マスク期間Ｔｍに受けた反射波の有無を判断することができる。なお、図６Ａは送波部２から送波される超音波（出力波）を示し、図６Ｂは受波部３で受波される超音波を表している。

再送部４１は、マスク期間Ｔｍに受波した反射波の有無の判断結果を検知部５から受け、受波部３がマスク期間Ｔｍに反射波を受波したと判断される場合には、出力波群における出力波の数を減らして出力波群を再送する。つまり、図６Ａ，図６Ｂの例では、再送部４１は、出力波群における出力波の数を４つ未満に減らして出力波群を再送することになる。

一方、再測部５１は、受波部３がマスク期間Ｔｍに反射波を受波したと判断される場合には、上述したようにこのマスク期間Ｔｍの終了後の受波信号に基づく物体１０の検知結果を無効にする。なお、検知結果を無効にする構成には、検知部５でマスク期間Ｔｍの終了後の受波信号に基づく物体１０の検知そのものを行わない構成も含んでいる。

さらに、再測部５１は、再送部４１により再送された出力波群に対応する受波信号に基づいて物体１０を検知する機能を有している。このとき、再測部５１は、再送された出力波群についても、再送前の出力波群と同様に、マスク期間Ｔｍを新たに設定し、マスク期間Ｔｍ後の終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知する。

たとえば、図７Ａ，図７Ｂに示すように、再送部４１により出力波群における出力波の数が４つから１つに減らされて出力波群が再送された場合、再測部５１は、再送後の出力波群について新たにマスク期間Ｔｍを設定する。図７Ａ，図７Ｂの例では、マスク期間Ｔｍは、出力波群のうち最初の（１発目の）出力波の送波開始時点から最後の（１発目の）出力波の残響成分がなくなるまでの期間である。なお、図７Ａは送波部２から送波される超音波（出力波）を示し、図７Ｂは受波部３で受波される超音波を表している。

このように出力波の数が減らされた再送時の出力波群においては、再送前に比べてマスク期間Ｔｍが短くなるので、物体検知装置１は、近距離にある物体１０からの反射波でもマスク期間Ｔｍの終了後に受波することが可能になる。つまり、図６Ａ，図６Ｂの例と同じ距離に物体１０があっても、出力波群の再送時には、図７Ａ，図７Ｂに示すように、物体１０からの反射波はマスク期間Ｔｍの終了後に受波部３で受波される。

したがって、再測部５１は、再送時の出力波群について設定されたマスク期間Ｔｍの終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知することで、再送前には検知できない程に近距離にある物体１０でも検知することが可能になる。ただし、再測部５１にて物体１０を検知する場合、検知部５は、ノイズと反射波とを区別するための出力パターンを、再送時に出力波群の波形パターンに切り替えて物体１０の検知を行う。

また、本実施形態では、検知部５は、演算部５２を有するので、出力波群の再送時においても、演算部５２での距離換算を行い、検知空間における物体１０の有無、並びに物体１０が存在する場合には物体１０までの距離を物体１０の検知結果として出力する。

以上説明した本実施形態の構成によれば、検知部５は、受波部３がマスク期間Ｔｍに反射波を受けた場合に、当該マスク期間Ｔｍの終了後の受波信号に基づく検知結果を無効にする再測部５１を有している。したがって、物体検知装置１は、すぐ近くに反射率の高い物体１０が存在し、物体１０と装置との間で出力波が多重反射することがあっても、反射波がマスク期間Ｔｍに受波されれば、そのときの検知結果が無効となる。したがって、本実施形態の物体検知装置１は、第２の参考例のように出力波の多重反射に起因した誤検知を生じにくくなる。

また、本実施形態では、制御部４は、受波部３がマスク期間Ｔｍに反射波を受けた場合に、出力波群における出力波の数を減らして出力波群を再送する再送部４１を有している。さらに、再測部５１は、再送された出力波群について設定されたマスク期間Ｔｍの終了後の受波信号に基づいて物体１０を検知する機能を有している。したがって、物体検知装置１は、マスク期間Ｔｍに反射波が戻ってくる程の近距離に存在する物体１０であっても、出力波群の再送時に検知可能となる。

要するに、本実施形態の物体検知装置１は、通常時には出力波を複数回送波する通常モードで物体１０の検知を行い、マスク期間Ｔｍに反射波を受波すると、出力波の送波回数を減らした再送モードで物体１０の検知を行うことになる。このように、物体検知装置１は、物体１０が近距離に存在する場合には、動作モードが通常モードから再送モードに移行することで、出力波の送波回数を減らしてマスク期間Ｔｍを短くし、物体１０を検知可能な範囲を近距離側に広げることができる。

しかも、物体検知装置１は、通常モードでは出力波を複数回送波して物体１０の検知を行い、通常モードにおいてマスク期間Ｔｍに反射波を受波した場合には再送モードに移行して物体１０を検知する。つまり、物体検知装置１は、通常モードで物体１０の存在を検知した場合と、再送モードに移行して物体１０の存在を検知した場合とのいずれの場合でも、出力波の送波と反射波の受波とを２回以上は行うことになる。したがって、物体検知装置１は、単発的に発生したノイズを反射波と誤認して物体１０の誤検知を生じることはなく、ノイズを反射波と誤認することによる物体１０の誤検知も生じにくい。

結果的に、本実施形態の物体検知装置１は、誤検知を生じにくくしながらも、物体１０を検知可能な範囲を近距離側へ広げることができる、という利点がある。

また、本実施形態では、検知部５は、検知空間に物体１０が存在する場合に、出力波の送波から反射波を受波するまでの時間に基づいて物体１０までの距離を求める演算部５２を有するので、物体１０の存否だけでなく物体１０までの距離も検知できる。ただし、演算部５２は、物体検知装置１に必須の構成ではなく、物体１０の存否のみを検知できればよい場合には省略可能である。

ところで、再送部４１によって再送される出力波群の出力波の数は、予め決められた数であってもよいが、受波部３がマスク期間Ｔｍにおいて反射波を受けたタイミングに応じて変化することが望ましい。つまり、再送部４１は、受波部３がマスク期間Ｔｍにおいて反射波を受けたタイミングに応じて、再送時の出力波群に含まれる出力波の数を決定するように構成されていることが望ましい。

具体的には、再送部４１は、出力波群におけるｎ発目の出力波の送波前に反射波を受波した場合には、再送時の出力波群の出力波の数をｎ−αとする（αは自然数）。一例として、αを「２」と仮定し、図６Ａ，図６Ｂに示すように出力波群のうち３発目の出力波の送波前のタイミングで反射波を受波した場合、再送部４１は、図７Ａ，図７Ｂに示すように再送時の出力波群の出力波の数を１つにする。

他の例として、αを「２」と仮定し、出力波群のうち４発目の出力波の送波前のタイミングで反射波を受波した場合、再送部４１は、図８Ａ，図８Ｂに示すように再送時の出力波群の出力波の数を２つにする。いずれの例においても、物体検知装置１は、出力波群の再送時には、マスク期間Ｔｍの終了後に反射波を受波することになり、再測部５１にて物体１０を検知できる。なお、図８Ａは送波部２から送波される超音波（出力波）を示し、図８Ｂは受波部３で受波される超音波を表している。

このように、再送部４１は、マスク期間Ｔｍにおいて反射波を受けたタイミングに応じて、再送時の出力波群に含まれる出力波の数を決定することにより、出力波群の再送時に再測部５１で物体１０が検知されやすくなる、という利点がある。

あるいは、再送部４１によって再送される出力波群の出力波の数は、マスク期間Ｔｍにおいて反射波を受けたタイミングによらずに、図７Ａ，図７Ｂに示すように一律で１つであってもよい。つまり、再送部４１は、再送時の出力波群に含まれる出力波の数を１つとするように構成されていてもよい。

この場合には、再送部４１は、再送時の出力波群に含まれる出力波の数を演算する必要がないので、出力波群を再送する処理が簡単になるという利点がある。

（実施形態２）
本実施形態の物体検知装置１は、再送部４１が、出力波群の再送を複数回繰り返して行い、再測部５１が、再送された複数回分の出力波群に対応する受波信号に基づいて物体１０を検知するように構成されている点で、実施形態１の物体検知装置１と相違する。ここでは、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施形態では、再送部４１は、再送した出力波群に対応する反射波が受波されてから次の出力波群を再送することで、出力波群の再送および反射波の受波を複数回繰り返し行うように構成されている。再送部４１が出力波群の再送を繰り返す回数は、任意に設定されていればよく、たとえば４回に設定される。

再測部５１は、再送部４１により再送された複数回分の出力波群の全てについて、対応する反射波を受波した場合にのみ物体１０が存在すると判断するように構成されている。つまり、再送部４１が出力波群の再送を繰り返す回数が４回に設定されていると仮定すれば、再測部５１は、これら４回分の出力波群に対応する受波信号に基づいて、４回分の出力波群の全てに対応する反射波が受波されていれば、物体１０が存在すると判断する。この場合に、各出力波群に含まれる出力波が２つずつであるとすれば、再測部５１は、受波部３が８回分の反射波を受波したときにのみ、物体１０が存在すると判断する。

以上説明した本実施形態の物体検知装置１によれば、複数回分の出力波群に対応する受波信号に基づいて物体１０を検知するので、ノイズを反射波と誤認することによる物体１０の誤検知がより生じにくくなる。要するに、たとえ各出力波群に含まれる出力波が１つずつであったとしても、物体検知装置１は、出力波群を複数回繰り返し再送することにより、出力波の送波および反射波の受波を複数回繰り返して物体１０を検知することができ、誤検知が生じにくくなる。

なお、本実施形態において、再送部４１は、再送した出力波群に対応する反射波が受波されてから次の出力波群を再送する構成に限らず、予め決められた間隔で出力波群を繰り返し再送する構成であってもよい。

また、検知部５は、複数回分の出力波群に対応する受波信号に基づいて、物体１０の有無だけでなく、演算部５２にて物体１０までの距離を求めてもよい。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

１物体検知装置
２送波部
３受波部
４制御部
４１再送部
５検知部
５１再測部
５２演算部
１０物体
Ｔｍマスク期間

Claims

検知空間に出力波を送波する送波部と、
前記検知空間に存在する物体での前記出力波の反射波を受波し当該反射波を電気信号からなる受波信号に変換する受波部と、
間欠的に発生する複数の前記出力波が出力波群として送波されるように前記送波部を制御する制御部と、
前記出力波群のうち最初の前記出力波の送波終了時点から最後の前記出力波の送波終了時点までの期間を含むマスク期間を設定し、当該マスク期間の終了後の前記受波信号に基づいて前記物体を検知する検知部とを備え、
前記制御部は、前記受波部が前記マスク期間に前記反射波を受けた場合に、前記出力波群における前記出力波の数を減らして前記出力波群を再送する再送部を有し、
前記検知部は、前記受波部が前記マスク期間に前記反射波を受けた場合に、当該マスク期間の終了後の前記受波信号に基づく検知結果を無効にし、再送された前記出力波群について設定された前記マスク期間の終了後の前記受波信号に基づいて前記物体を検知する再測部を有する
ことを特徴とする物体検知装置。
前記再送部は、前記受波部が前記マスク期間において前記反射波を受けたタイミングに応じて、再送時の前記出力波群に含まれる前記出力波の数を決定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。
前記再送部は、再送時の前記出力波群に含まれる前記出力波の数を１つとするように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。
前記再送部は、前記出力波群の再送を複数回繰り返して行い、
前記再測部は、再送された前記複数回分の前記出力波群に対応する前記受波信号に基づいて前記物体を検知するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検知装置。
前記検知部は、前記検知空間に前記物体が存在する場合に、前記出力波の送波から前記反射波を受波するまでの時間に基づいて前記物体までの距離を求める演算部を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検知装置。