JP2022154560A - Distance measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、測距装置に関する。 The present disclosure relates to ranging devices.
近年、車両には車両周辺の障害物を検出するソナーが備えられている。また、車両にソナーを搭載し、ソナーが検出する障害物が車両と近距離に存在するか否かを判定する技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。 In recent years, vehicles are equipped with a sonar for detecting obstacles around the vehicle. Also, a technique has been proposed in which a sonar is installed in a vehicle and it is determined whether or not an obstacle detected by the sonar exists in a short distance from the vehicle (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200010).
しかしながら、車両と障害物とが近距離の場合、障害物からの反射波と、ソナーの送信波の残響が重なっており、障害物との距離の検出が難しい。そのため、ソナーの送信波の残響時間が長くなると、障害物を検出できない範囲が広がってしまい、障害物との距離を把握することが難しい。 However, when the vehicle and the obstacle are at a short distance, the reflected wave from the obstacle overlaps the reverberation of the sonar transmission wave, making it difficult to detect the distance to the obstacle. Therefore, when the reverberation time of the transmission wave of the sonar becomes longer, the range in which the obstacle cannot be detected expands, making it difficult to grasp the distance to the obstacle.
本開示は、車両の周辺に存在する障害物で反射して戻ってくる反射波から反射波の立ち上がり位置を推定することができる測距装置を提供する。 The present disclosure provides a distance measuring device capable of estimating the rising position of the reflected wave from the reflected wave returned after being reflected by an obstacle existing around the vehicle.
本開示に係る測距装置は、車両に搭載される超音波センサが送信される送信波のうち、前記車両の周辺に存在する障害物で反射して戻ってくる音波を示す反射波を取得する取得部と、前記超音波センサにより送信された前記送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、前記障害物により反射された前記反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、前記超音波センサにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を下回る場合、前記取得部により取得された前記反射波の振幅の最大値と、前記反射波情報のうち、前記第1の閾値を初めて超えた前記反射波の振幅の値と、を規定する直線に基づいて、前記反射波の立ち上がり位置を推定する推定部と、を備える。 A distance measuring device according to the present disclosure acquires a reflected wave indicating a sound wave that is reflected back by an obstacle existing around the vehicle, among transmission waves transmitted by an ultrasonic sensor mounted on the vehicle. an acquisition unit, reverberation information indicating temporal changes in reverberation of the transmitted waves transmitted by the ultrasonic sensor, and reflected wave information indicating temporal changes in the reflected waves reflected by the obstacle; When the intersection indicating points is below a first threshold indicating a detection threshold of the reception intensity detectable by the ultrasonic sensor, the maximum value of the amplitude of the reflected wave obtained by the obtaining unit and the reflected wave information and an estimating unit for estimating a rising position of the reflected wave based on a straight line defining an amplitude value of the reflected wave that exceeds the first threshold value for the first time.
本開示に係る測距装置は、近距離の場合でも、障害物からの反射波の立ち上がり位置が推定できるため、より障害物との正確な距離情報を得ることができる。 Since the distance measuring device according to the present disclosure can estimate the rising position of the reflected wave from the obstacle even at a short distance, it is possible to obtain more accurate information about the distance to the obstacle.
以下、図面を参照しながら、本開示に係る測距装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a distance measuring device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による測距装置を含む車両の構成の一例を模式的に示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a vehicle including a distance measuring device according to the first embodiment.
車両1は、ソナー10と、ECU(Electronic Control Unit)20と、報知部30と、駆動制御部40とを備える。
The
ECU20は、ソナー10を制御して車両1の周辺にある物体までの距離を検知し、検知結果に応じて車両1の動作を制御する制御部である。例えば、ECU20は、ソナー10から得た距離情報から、障害物が車両1の進行方向に位置することを特定した場合、車両1を制動させる等の各種制御を実行する。また、ECU20は、ソナー10以外の各種センサからも情報を取得する。例えば、ECU20は、公知のセンサから、速度情報、方向情報、および加速度情報を取得する。
The
報知部30は、障害物を検知したことを通知する。例えば、報知部30は、表示出力したり、音声出力したりする装置である。
The
駆動制御部40は、車両1の運動制御をする装置であり、ブレーキ、エンジンなどの駆動デバイスを制御する装置である。ソナー10と報知部30と駆動制御部40は、ECU20とLANケーブルなどで有線接続されており、障害物を検知したことを通知する指示や、ブレーキを作動させる指示は、ECU20から電気的な制御信号の形で送出される。
The
ソナー10は、圧電素子11と、駆動回路12と、受信回路13と、コントローラー14とを備える。ソナー10は、コントローラー14による制御により、駆動回路12を動作させて、圧電素子11に50KHzの交流電圧を印加し、圧電素子11は交流電圧に応じて変形し、同じ周波数の超音波を発信する。交流電圧を印加する期間は短期間なので、ソナー10は、パルス状の超音波を発信する。
The
図2に示すように、車両1に搭載されたソナー10が発信したパルス状の超音波は、路面RSや障害物OBに当たると反射して、一部が圧電素子11に返ってくる。圧電素子11は表面に加わった圧力を電圧に変換するので、受信した音の音圧に比例する電圧を出力する。受信した音には、上記反射した反射波も含まれる。このように、圧電素子11は、超音波の送信と受信を行うので、送受信部と呼んで良い。受信回路13は、圧電素子11が出力する電圧を増幅して受信信号とし、当該受信信号をコントローラー14へ送出する。
As shown in FIG. 2 , pulsed ultrasonic waves emitted by a
コントローラー14は、当該受信信号に基づいた受信波形を取得する。ここで、受信波形とは、圧電素子11が音圧から電圧に変換した交流の音波波形を包絡線検波して、音波受信強度に変換したものであり、受信信号の強度の時間変化を示すものである。この、コントローラー14の受信信号を受信波形に変換する部分を、検波部と呼んでも良い。この検波部は受信回路13にあっても良い。つまり、受信回路13が出力する電圧を増幅した上で包絡線検波し、受信波形を取得してコントローラー14に出力する構成でも良い。
The controller 14 acquires a received waveform based on the received signal. Here, the received waveform is obtained by envelope-detecting an AC sound wave waveform converted from sound pressure to voltage by the
ソナー10が発信した超音波が、障害物OBに当たって反射した場合、障害物OBが遠いほど反射波が返るまでの時間が長くなるので、受信波形から反射波を検出して反射波の受信時刻を特定できれば、発信時刻と受信時刻との時間差に基づいて距離を算出することができる。また、超音波は路面RSに当たった場合も反射する。この路面からの反射波を路面反射と呼ぶ。
When the ultrasonic waves emitted by the
路面反射の受信強度は障害物OBからの反射波の受信強度より小さいので、予め路面反射の受信強度が越えないような曲線を検出閾値として設定して、受信波形が当該検出閾値を超える部分は反射波がある、と判定し、当該検出閾値以下の部分は反射波が無い、と判定する。路面反射は測距装置の検出対象でないので、不要反射と呼んだり、ノイズと路面反射を区別せず、ノイズに含めて扱ったりする事がある。一般的に、超音波は、空気中で急速に減衰するので、遠くで反射した超音波ほど受信強度が小さくなる。そこで、当該検出閾値は距離が長いほど低くなるように設定される。以後、簡便のため、検出閾値を、閾値、と呼ぶ事にする。 Since the received intensity of the reflected wave from the road surface is smaller than the received intensity of the reflected wave from the obstacle OB, a curve that does not exceed the received intensity of the reflected road surface is set as a detection threshold in advance. It is determined that there is a reflected wave, and it is determined that there is no reflected wave in the portion below the detection threshold. Since the road surface reflection is not detected by the distance measuring device, it is sometimes called unnecessary reflection, or noise is not distinguished from road surface reflection and is included in noise. In general, ultrasonic waves are rapidly attenuated in the air, so the farther the reflected ultrasonic waves are, the lower the received intensity is. Therefore, the detection threshold is set to be lower as the distance is longer. Hereinafter, for the sake of convenience, the detection threshold will be referred to as a threshold.
ここで、受信波形において反射波の時間的変化を示す受信波形状態図を図3に示す。反射波は、障害物の反射部分ОBと、路面反射部分RSを含む。反射部分ОBと、路面反射部分RSに付記した波形を包むような線が包絡線である。前述のように、包絡線は交流である音波波形を包絡線検波する事により得られる。車両1は、定めた閾値に伴い、障害物の反射波OBを検出し、送波から当該反射OBまでの時間遅れに基づき距離を算出することができる。
Here, FIG. 3 shows a received waveform state diagram showing the temporal change of the reflected wave in the received waveform. The reflected wave includes an obstacle reflected portion OB and a road surface reflected portion RS. A line that encloses the waveform attached to the reflected portion OB and the road surface reflected portion RS is the envelope. As described above, the envelope can be obtained by detecting the envelope of the alternating sound wave. The
図3において、左端はソナーが発信した時点であり、そこから減衰曲線に従って減衰する部分まで、平坦部が続いている。この平坦部は、発信した振動が残留する残響によって受信回路が飽和し、その為に振幅が最大値に制限されたものであり、実際には、減衰曲線を左上に延長したような、右下がりに減衰する波形があるものと理解されたい。平坦部の途中に一箇所、波形が凹んだ様に見える部分があるが、これは交流である音波波形をサンプリングした際に生じた凹みであり、包絡線検波をすれば平坦になる。つまり、残響の様態とは関係ない。残響については、後に説明を加える。 In FIG. 3, the left end is the time point when the sonar is emitted, and the plateau continues from there to the portion where it is attenuated according to the attenuation curve. In this flat part, the receiving circuit is saturated by the residual reverberation of the transmitted vibration, and the amplitude is therefore limited to the maximum value. It should be understood that there is a decaying waveform at . There is a part in the middle of the flat part that looks like a dent in the waveform, but this is a dent that occurs when sampling the AC sound wave waveform, and it will be flattened if envelope detection is performed. In other words, it has nothing to do with the mode of reverberation. The reverberation will be explained later.
なお、車両1は、1つのソナー10を備えるようにしてもよいし、図4に示すように、複数のソナー10(ソナー10a~ソナー10h)を備えるようにしてもよい。図4に示すように、複数のソナー10を備える場合、隣接するソナー10の検知範囲は重複することがある。
The
また、図4に示す車両1は、直進時の進行方向の障害物をソナー10bおよびソナー10cを用いて検知する。また、車両1は、車両1が曲がる方向の障害物をソナー10aおよびソナー10dを用いて検知する。また、外寄りのソナー10aおよびソナー10dは、コーナーソナーとも呼ばれる。車両1の側方から進行方向に障害物が進入する時、コーナーソナーが最初に検知する。
The
また、車両1の周囲の車両もソナーを備えている場合、ソナー10が、他の車両から発信した超音波の反射波を受信してしまい、誤検知をする可能性がある。そこで、ソナー10は、図5に示すように、所定の周期で超音波を発信して、所定回数連続して同じタイミングで反射波を受信した場合に、障害物があると判定する。ソナー10が超音波を発信するタイミングは、図3で説明した平坦部が始まる時点、つまり、図5で波形が飽和レベルまで立ち上がる時点である。
Further, when vehicles around the
続いて、障害物の検知とトラッキングについて、図6を用いて説明する。図6は、障害物に車両1が接近していく場合の反射波RW1の位置の移動を模式的に示す図である。また、図6は、図5に示した波形を距離による反射波の減衰を補償して、グラフを平坦化にしたものである。
Next, detection and tracking of obstacles will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram schematically showing movement of the position of the reflected wave RW1 when the
ソナー10は、反射波RW1が、予め定めている障害物閾値THを超えると障害物があると判断する。なお、障害物閾値THは、ノイズNZより高い値であることが望まれる。このノイズNZは、路面反射を含む。超音波を発信した時点から反射波を検知した時点までの時間は、発信された超音波が障害物等の物体で反射されて戻ってくるまでの飛行時間である。よって、車両1は、飛行時間を音速で除算して半分にすると、ソナー10から物体までの距離を算出することができる。
The
また、車両1は、図6に示すように物体の検知を繰り返し、その都度、距離を算出して、距離情報の変化を追跡する、トラッキングと呼ばれる処理を行う。車両1は、例えば、トラッキングにより物体の距離の減少する速さ、つまり接近速度を算出して、車速と接近速度が誤差範囲内で一致するなら、物体は移動しておらず、静止物であると判定する事ができる。
In addition, the
また、車両1は、一つの物体が反射した音波を複数のソナーで受信した時のFTを三辺測量の原理で処理すると、物体の座標情報を特定することができる。この座標上の追跡もトラッキングに含まれる。
Further, the
また、ソナー10の圧電素子11は、発信、つまり交流電圧の印加を停止した後も振動が持続する。この交流電圧の印加停止後の振動が図6に示す残響RBである。この残響RBは、指数曲線を描いて徐々に減衰する。本実施形態の測距装置は、この残響RBの影響を受ける範囲でも適切に距離を算出するものである。
In addition, the
(測距装置の機能構成図)
図7は、本実施の形態に係る測距装置100の機能構成の一例を示す図である。測距装置100は、ソナー10のコントローラー14により実現してもよいし、ECU20により実現してもよい。また、測距装置100は、ソナー10およびECU20の組み合わせにより実現してもよい。また、測距装置100は、ソナー10およびECU20から独立した装置であってもよい。
(Functional configuration diagram of rangefinder)
FIG. 7 is a diagram showing an example of the functional configuration of
図7に示すように、測距装置100は、取得部201と、判断部202と、推定部203と、を有する。なお、図7の例では、本実施形態に関する機能のみを例示しているが、測距装置100が有する機能はこれらに限られるものではない。
As shown in FIG. 7 ,
取得部201は、車両1に搭載されるソナー10が送信される送信波のうち、車両1の周辺に存在する障害物OBで反射して戻ってくる音波を示す反射波を取得する。具体的には、車両1に搭載されるソナー10は送信波を送信する。送信された送信波は車両1の周辺に存在する障害物OBにあたる。送信波が障害物OBにあたると、障害物OBで反射して音波が戻ってくる。ソナー10は障害物OBで反射して戻ってくる音波を示す反射波を受信する。取得部201は、ソナー10が受信した反射波を取得する。
The acquisition unit 201 acquires a reflected wave representing a sound wave reflected by an obstacle OB existing around the
判断部202は、取得部201により取得された、ソナー10により送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を超えるか否かを判断する。
The
具体的には、判断部202は、取得部201により取得された、ソナー10により送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報を取得する。判断部202は、残響情報と反射情報の経時的変化である時間を同期させ、残響情報と、反射波情報を重ね合わせる。判断部202は、残響情報と、反射波情報を重ね合わせた結果から、残響情報と、反射波情報の交わる点を示す交点を取得する。判断部202は、取得された交点からソナーにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を超えるか否かを判断する。
Specifically, the determining
また、判断部202は、取得部201により取得された反射波の振幅の最大値が、反射波により反射される反射強度の閾値を示す第2の閾値を超えるか否かを判断する。具体的には、判断部202は、取得部201により取得された障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報から反射波の振幅の最大値を取得する。判断部202は、反射波の振幅の最大値が、反射波により反射される反射強度の閾値を示す第2の閾値を超えるか否かを判断する。反射波により反射される反射強度の閾値を示す第2の閾値は、例えば、反射強度の振幅の最大値と設定する。
Further, the
さらに、判断部202は、取得部201により取得された反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在するか否かを判断する。具体的には、判断部202は、取得部201により取得された、ソナー10により送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報を取得する。判断部202は、残響情報と反射情報の経時的変化である時間を同期させ、残響情報と、反射波情報を重ね合わせる。判断部202は、残響情報と、反射波情報を重ね合わせた結果から、反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在するか否かを判断する。
Furthermore, the
推定部203は、判断部202により、ソナーにより送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を下回ると判断されると、取得部201により取得された反射波の振幅の最大値と、反射波情報のうち、第1の閾値を初めて超えた反射波の振幅の値と、を規定する直線に基づいて、反射波の立ち上がり位置を推定する。
The estimating unit 203 uses the determining
ここで、図8を用いて、推定部203が、反射波の振幅の最大値と、反射波情報のうち、第1の閾値を初めて超えた前記反射波の振幅の値と、を規定する直線に基づいて、反射波の立ち上がり位置を推定する内容について説明する。図8は、実施形態1に係る測距装置100が残響に重なった反射波を受信した場合の振動信号の振幅の一例を示すグラフである。
Here, using FIG. 8, the estimating unit 203 determines the maximum value of the amplitude of the reflected wave and the value of the amplitude of the reflected wave that exceeds the first threshold for the first time in the reflected wave information. The content of estimating the rising position of the reflected wave will be described based on. FIG. 8 is a graph showing an example of the amplitude of the vibration signal when the
図8中の実線は、ソナー10が反射波を受信した場合の振動信号の振幅を示すグラフである。実線81は残響情報の一例であり、例えば、駆動信号及び残響に対応する振動信号の振幅を示す。実線82は反射波情報の一例であり、例えば、反射波に対応する振動信号に振幅を示す。また、図8中のセンサの飽和値は、コントローラー14において検出できる最も大きな振幅値である。センサの飽和値よりも高い電圧が受信回路13からコントローラー14に印加されても、コントローラー14は当該電圧に応じた量としてセンサの飽和値を検出する。
A solid line in FIG. 8 is a graph showing the amplitude of the vibration signal when the
ここで、図8に示すように、第1の閾値83は、ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値である。反射波の振幅の最大値84は、コントローラー14が受信した値で、センサの飽和値と、同じ値を示す。交点85は、反射波情報のうち、第1の閾値を初めて超えた反射波の振幅の値を示す。直線86は、最大値84と交点85を結ぶ直線である。推定部203は、反射波の振幅の最大値84と、反射波情報のうち、第1の閾値を初めて超えた反射波の振幅の値と、を結ぶ直線86に基づいて、直線86と強度が0の値を示す交点が反射波の立ち上がり位置87であると推定する。
Here, as shown in FIG. 8, the
図7に戻る。また、推定部203は、判断部202により、交点が第1の閾値以上であると判断されると、反射波の振幅の最大値と、残響情報と、反射波情報と、の交わる点を示す交点と、を規定する直線に基づいて、立ち上がり位置を推定する内容について説明する。図9は、実施形態1に係る測距装置100が残響に重なった反射波を受信した場合の振動信号の振幅の一例を示すグラフである。
Return to FIG. Further, when the
図9中の実線は、ソナー10が反射波を受信した場合の振動信号の振幅を示すグラフである。実線91は残響情報の一例であり、例えば、駆動信号及び残響に対応する振動信号の振幅を示す。実線92は反射波情報の一例であり、例えば、反射波に対応する振動信号に振幅を示す。上述の図8と共通する部分については説明を適宜に省略する。上述の図8において、交点85は反射波情報のうち、第1の閾値を初めて超えた反射波の振幅の値を示している。これに対して、図9の交点95はソナーにより送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交点について示している点で上述の図8と相違する。
A solid line in FIG. 9 is a graph showing the amplitude of the vibration signal when the
図9に示すように、第1の閾値93は、ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値である。反射波の振幅の最大値94は、コントローラー14が受信した値で、センサ飽和値と、同じ値を示す。交点95は、残響情報と、反射波情報と、の交わる点を示す。直線96は、最大値94と交点95を結ぶ直線である。推定部203は、反射波の振幅の最大値94と、ソナーにより送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点と、を結ぶ直線96に基づいて、直線96と強度が0の値を示す交点が反射波の立ち上がり位置97であると推定する。
As shown in FIG. 9, the
図7に戻る。さらに、推定部203は、判断部202により、反射波の振幅の最大値が、第1の閾値未満であると判断されると、最大値と、ソナーが送信した送信波のパルスの持続時間を示す送波パルス長に基づいて、立ち上がり位置を推定する。また、推定部203は、判断部202により、取得部201により取得された反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在しないと判断されると、反射波の振幅の最大値と、ソナーが送信した送信波のパルスの持続時間を示す送波パルス長に基づいて、立ち上がり位置を推定する。
Return to FIG. Furthermore, when the determining
ここで、図10及び図11を用いて、推定部203が、反射波の振幅最大値と、ソナーが送信した送信波のパルスの持続時間を示す送波パルス長に基づいて、立ち上がり位置を推定する内容について説明する。図10は、実施形態1に係る測距装置が残響に重なった反射波を受信した場合の振動信号の振幅の一例を示すグラフである。図11は、実施形態1に係る測距装置が反射波を受信した場合の振動信号の振幅の一例を示すグラフである。
Here, using FIGS. 10 and 11, the estimating unit 203 estimates the rising position based on the maximum amplitude value of the reflected wave and the transmitted wave pulse length indicating the duration of the pulse of the transmitted wave transmitted by the sonar. I will explain what to do. FIG. 10 is a graph showing an example of the amplitude of a vibration signal when the distance measuring device according to the first embodiment receives reflected waves superimposed on reverberation. 11 is a graph showing an example of the amplitude of a vibration signal when the distance measuring device according to
図10の実線は、ソナー10が反射波を受信した場合の振動信号の振幅を示すグラフである。実線111は残響情報の一例であり、例えば、駆動信号及び残響に対応する振動信号の振幅を示す。実線112は反射波情報の一例であり、例えば、反射波に対応する振動信号に振幅を示す。上述の図8及び図9と共通する部分については説明を適宜に省略する。上述の図8及び図9は、反射波の最大値が、第1の閾値以上である。これに対し、図10は、反射波の最大値が、反射波により反射される反射強度の閾値を示す第2の閾値未満であることについて示している点で上述の図8及び図9と相違する。
A solid line in FIG. 10 is a graph showing the amplitude of the vibration signal when the
図10に示すように、最大値114は、ソナーが受信した反射波の最大値である。送波パルス長115は、ソナーが送信した送信波のパルスの接続時間を示す送波パルス長である。ここで、送信波パルス長について説明する。送信波パルス長は、ソナーが送信を開始した時間から、送信波の振幅の最大値114を示す時間116までの積算した時間である。これにより、推定部203は、ソナーが送信を開始した時間がわかるため、反射波の振幅の最大値114の時間116と、ソナーが送信した送信波のパルスの持続時間を示す送波パルス長115との差分から立ち上がり位置117を推定することができる。
As shown in FIG. 10,
図11の実線は、ソナー10が反射波を受信した場合の振動信号の振幅を示すグラフである。図11の実線111は、ソナー10が反射波を受信した場合の振動信号の振幅を示すグラフである。実線111は残響情報の一例であり、例えば、駆動信号及び残響に対応する振動信号の振幅を示す。実線112は反射波情報の一例であり、例えば、反射波に対応する振動信号に振幅を示す。上述の図10と共通する部分については説明を適宜に省略する。上述の図10は、反射波の振幅の最大値が、第2の閾値以上であるのに対し、図11は、反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在しない点で相違する。
A solid line in FIG. 11 is a graph showing the amplitude of the vibration signal when the
図11に示すように、最大値124は、ソナーが受信した反射波の振幅の最大値である。送波パルス長125は、ソナーが送信した送信波のパルスの接続時間を示す送波パルス長である。推定部203は、反射波の振幅の最大値124の時間126と、ソナーが送信した送信波のパルスの持続時間を示す送波パルス長125との差分から立ち上がり位置127を推定する。
As shown in FIG. 11,
次に、図12を参照して、上述した構成の測距装置100の動作例について説明する。図12は、実施形態の測距装置100が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 12, an operation example of the
まず、取得部201は、車両1に搭載されるソナー10が送信される送信波のうち、車両1の周辺に存在する障害物OBで反射して戻ってくる音波を示す反射波を取得する(ステップS31)。
First, the acquisition unit 201 acquires a reflected wave representing a sound wave reflected by an obstacle OB existing around the
判断部202は、判断部202は、取得部201により取得された反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在するか否かを判断する(ステップS32)。ここで、判断部202は、取得部201により取得された反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在する場合には(ステップS32:Yes)、ステップS33へ進む。一方、判断部202は、ステップS32で取得部201により取得された反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在しない場合は(ステップS32:No)、ステップ37へ進む。
The
また、判断部202は、取得部201により取得された反射波の振幅の最大値が、第1の閾値を超えるか否かを判断する(ステップS33)。ここで、判断部202は、取得部201により取得された反射波の振幅の最大値が、第1の閾値を超える場合には(ステップS33:Yes)、ステップS34へ進む。一方、ステップS33で判断部202は、取得部201により取得された反射波の振幅の最大値が、第1の閾値を超えない場合は(ステップS33:No)、ステップ37へ進む。
Further, the
さらに、判断部202は、取得部201により取得された、ソナー10により送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を超えるか否かを判断する(ステップS34)。
Further, the determining
ここで、判断部202は、取得部201により取得された残響情報と、反射波情報と交点が、第1の閾値を超える場合(ステップS34:Yes)、ステップS35へ進む。一方、ステップS34で判断部202は、取得部201により取得された残響情報と、反射波情報と交点が、第1の閾値を超えない場合(ステップS34:No)、ステップ36へ進む。
Here, if the intersection of the reverberation information acquired by the acquisition unit 201 and the reflected wave information exceeds the first threshold (step S34: Yes), the
推定部203は、ソナーにより送信された送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、障害物OBにより反射された反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を下回る場合、取得部により取得された反射波の振幅の最大値と、反射波情報のうち、第1の閾値を初めて超えた反射波の振幅の値と、を規定する直線に基づいて、反射波の立ち上がり位置を推定する第1の推定を行う処理を行う(ステップS35)。 The estimating unit 203 calculates an intersection point indicating the intersection of reverberation information indicating the temporal change in reverberation of the transmitted wave transmitted by the sonar and reflected wave information indicating the temporal change in the reflected wave reflected by the obstacle OB. is less than a first threshold indicating the detection threshold of the reception intensity that can be detected by sonar, the maximum value of the amplitude of the reflected wave acquired by the acquisition unit and the reflected wave information exceed the first threshold for the first time. Based on the value of the amplitude of the reflected wave and the straight line defining the value, a first estimation process for estimating the rising position of the reflected wave is performed (step S35).
また、推定部203は、残響情報と、反射情報との交点が、第1の閾値以上である場合、反射波の振幅の最大値と、交点と、を規定する直線に基づいて、立ち上がり位置を推定する第2の推定を行う処理を行う(ステップS36)。 Further, when the intersection of the reverberation information and the reflection information is equal to or greater than the first threshold, the estimation unit 203 determines the rising position based on the straight line defining the maximum value of the amplitude of the reflected wave and the intersection. A second estimation process is performed (step S36).
さらに、推定部203は、反射波の振幅の最大値が、第1の閾値未満である場合、または、取得部201により取得された反射波が、残響情報が示す残響期間の間に存在しない場合、反射波の振幅の最大値と、ソナーが送信した送信波のパルスの持続時間を示す送波パルス長に基づいて、立ち上がり位置を推定する第3の推定を行う処理を行う(ステップS37)。 Furthermore, the estimating unit 203 determines if the maximum amplitude of the reflected wave is less than the first threshold, or if the reflected wave acquired by the acquiring unit 201 does not exist during the reverberation period indicated by the reverberation information. A third estimation process for estimating the rising position is performed based on the maximum amplitude of the reflected wave and the transmitted wave pulse length indicating the duration of the pulse of the transmitted wave transmitted by the sonar (step S37).
以上に説明したように、本実施形態では、車両に搭載されるソナーが送信される送信波のうち、車両の周辺に存在する障害物により反射波を取得する。また、送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、前記ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を下回る場合、反射波の振幅の最大値と、反射波情報のうち、第1の閾値を初めて超えた反射波の振幅の値と、を規定する直線に基づいて、反射波の立ち上がり位置を推定する。 As described above, in the present embodiment, of the transmission waves transmitted by the sonar mounted on the vehicle, reflected waves from obstacles existing around the vehicle are acquired. Further, the intersection point between the reverberation information indicating the temporal change of the reverberation of the transmitted wave and the reflected wave information indicating the temporal change of the reflected wave indicates the detection threshold of the reception intensity that can be detected by the sonar. When it is below the threshold of 1, the rise of the reflected wave is based on a straight line that defines the maximum value of the amplitude of the reflected wave and the value of the amplitude of the reflected wave that first exceeds the first threshold among the reflected wave information. Estimate location.
以上の本実施形態の構成によれば、障害物からの反射波と、ソナーの送信波の残響が重なっている場合でも、反射波の振幅の最大値と、ソナーにより検出できる受信強度の検出閾値を示す閾値を初めて超えた反射波の振幅の値から反射波の立ち上がり位置を推定することができる。これにより、近距離の場合でも、障害物からの反射波の立ち上がり位置が推定できるため、より障害物との正確な距離情報を得ることができる。 According to the configuration of the present embodiment described above, even when the reflected wave from the obstacle and the reverberation of the transmitted wave from the sonar overlap, the maximum value of the amplitude of the reflected wave and the detection threshold of the reception intensity that can be detected by the sonar The rising position of the reflected wave can be estimated from the value of the amplitude of the reflected wave that first exceeds the threshold indicating . As a result, it is possible to estimate the rising position of the reflected wave from the obstacle even at a short distance, so that it is possible to obtain more accurate information about the distance to the obstacle.
(第2の実施形態)
第2の実施形態について図面を用いて説明する。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to the drawings.
次に、第2の実施形態について説明する。上述の第1の実施形態と共通する部分については説明を適宜に省略する。上述の第1の実施形態では、車両に搭載される超音波センサが送信される送信波のうち、前記車両の周辺に存在する障害物で反射して戻ってくる音波を示す反射波を取得する取得部と、前記超音波センサにより送信された前記送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、前記障害物により反射された前記反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、前記超音波センサにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を下回る場合、前記取得部により取得された前記反射波の振幅の最大値と、前記反射波情報のうち、前記第1の閾値を初めて超えた前記反射波の振幅の値と、を規定する直線に基づいて、前記反射波の立ち上がり位置を推定する推定部と、を備える。 Next, a second embodiment will be described. The description of the parts common to the above-described first embodiment will be appropriately omitted. In the above-described first embodiment, of the transmission waves transmitted by the ultrasonic sensor mounted on the vehicle, the reflected waves representing the sound waves reflected by the obstacles existing around the vehicle and returning are acquired. an acquisition unit, reverberation information indicating temporal changes in reverberation of the transmitted waves transmitted by the ultrasonic sensor, and reflected wave information indicating temporal changes in the reflected waves reflected by the obstacle; When the intersection indicating points is below a first threshold indicating a detection threshold of the reception intensity detectable by the ultrasonic sensor, the maximum value of the amplitude of the reflected wave obtained by the obtaining unit and the reflected wave information and an estimating unit for estimating a rising position of the reflected wave based on a straight line defining an amplitude value of the reflected wave that exceeds the first threshold value for the first time.
これに対して、本実施形態では、超音波である送信波の送信、及び、送信波によって生じた反射波の受信を行う送受信部と、送受信部が受信した受信信号を検波して受信信号の強度の時間変化を示す受信波形を得る検波部と、受信波形に基づいて、反射波の特徴量を検出する特徴量検出部と、特徴量に基づいて、測距装置から物体までの距離を測距距離として算出する測定距離算出部と、測定距離に基づいて次回の測定における測定距離を予測した予測距離を算出する予測距離算出部と、特徴量の検出に関わる検出条件を制御する検出条件制御部と、測定距離または予測距離の一方を出力値として出力する出力制御部と、を備え、検出条件制御部は、予測距離に基づいて、送受信部に送信波の残響が残存している残響期間中に反射波が到達する場合には、検出条件を調整し、出力制御部は、予測距離を出力値として出力すべき予測距離出力条件が成立する場合に、測定距離に代えて予測距離を出力値として出力する点が上述の第1の実施形態と相違する。 On the other hand, in the present embodiment, a transmitting/receiving unit that transmits a transmitted wave that is an ultrasonic wave and receives a reflected wave generated by the transmitted wave, and detects the received signal received by the transmitting/receiving unit A detection unit that obtains a received waveform that indicates a change in intensity over time, a feature amount detection unit that detects the feature amount of the reflected wave based on the received waveform, and a rangefinder that measures the distance from the range finder to the object based on the feature amount. A measured distance calculator that calculates the distance, a predicted distance calculator that calculates a predicted distance that predicts the measured distance in the next measurement based on the measured distance, and a detection condition control that controls detection conditions related to feature amount detection. and an output control unit that outputs one of the measured distance and the predicted distance as an output value, and the detection condition control unit determines, based on the predicted distance, the reverberation period during which reverberation of the transmitted wave remains in the transmission and reception unit. If the reflected wave reaches inside, the detection condition is adjusted, and the output control unit outputs the predicted distance instead of the measured distance when the predicted distance output condition for outputting the predicted distance as an output value is satisfied. It is different from the first embodiment described above in that it is output as a value.
(測距装置の機能構成図)
第2の実施形態の測距装置100について図13を用いて説明する。図13は、測距装置100のブロック図である。測距装置100は、特徴量検出部101、測定距離算出部102、予測距離算出部103、検出条件制御部104、出力制御部105、取得部201、判断部202及び推定部203を備える。
(Functional configuration diagram of rangefinder)
A
特徴量検出部101は、受信波形に基づいて、送信波が物体に反射して生じた反射波RW1の特徴量を検出する。特徴量検出部101は、検出条件制御部104により調整された検出条件に基づいて特徴量を検出する。後に詳述するが、特徴量検出部101は、特徴量として、受信波形上の反射波RW1のピークの位置情報、閾値との交点の位置情報、飽和値との交点の位置情報、などを検出する。 The feature quantity detection unit 101 detects the feature quantity of the reflected wave RW1 generated by the reflection of the transmitted wave from the object, based on the received waveform. The feature amount detection unit 101 detects feature amounts based on the detection conditions adjusted by the detection condition control unit 104 . As will be described in detail later, the feature amount detection unit 101 detects, as feature amounts, the position information of the peak of the reflected wave RW1 on the received waveform, the position information of the intersection with the threshold value, the position information of the intersection with the saturation value, and the like. do.
位置情報は、特定された時点の時刻と超音波を発信した時刻との時間差と、特定された時点の強度値の組み合わせであり、この時間はソナーを起点とする距離に換算できるので、距離と強度の組み合わせである、と言っても良い。以後、説明が煩雑になる事を避けるために、反射波RW1の特徴量を検出する事を、反射波を検出する、と言い、受信波形上の位置情報を、位置、と略して言う事がある。また、受信波形の横軸は時間であるが、時間が距離に換算される事を前提に、受信波形の横軸が距離である様に言う事がある。 The position information is a combination of the time difference between the specified time and the time when the ultrasonic wave was transmitted, and the intensity value at the specified time. It can be said that it is a combination of strengths. Hereinafter, in order to avoid complicating the description, detection of the characteristic quantity of the reflected wave RW1 is called detection of the reflected wave, and position information on the received waveform is abbreviated as position. be. Also, although the horizontal axis of the received waveform is time, it is sometimes said that the horizontal axis of the received waveform is distance on the premise that time is converted into distance.
測定距離算出部102は、反射波RW1に基づいてソナー10から障害物等の物体までの距離を測距距離として算出する。例えば、測定距離算出部102は、ソナー10による反射波RW1と閾値との交点の位置を検出した場合、反射波RW1が閾値と交差した時点と、超音波を発信した時点との時間差に基づいて、ソナー10から物体までの距離を測定距離として算出する。なお、閾値との交点の位置から距離を算出する算出方法は一例にすぎず、後に他の算出方法も紹介する。
The measured distance calculator 102 calculates the distance from the
予測距離算出部103は、次回の測定における測定距離を予測した予測距離を算出する。予測距離算出部103は、車両1の速度、加速度、および走行方向の情報と、直近の測定距離とを用いた公知の方法により、予測距離を算出する。検出条件制御部104は、特徴量の検出に関わる検出条件を制御する。検出条件制御部104は、例えば、残響の減衰過程を示す残響曲線を特定し、当該残響曲線に基づいて特徴量の検出条件を調整する。特徴量の検出条件は、例えば閾値である。出力制御部105は、距離として出力する内容を制御する。例えば、出力制御部105は、測定距離または予測距離の一方を出力する。
The predicted
ここで、図14を用いて、検出条件制御部104が、残響曲線を特定する方法を説明する。図14は、残響期間RBTRを含む受信波形RWを示す図である。受信波形RWには、残響の減衰過程を示す残響期間RBTRの部分の波形、障害物OBからの反射波RW1、および路面RSからの反射波RW2を含む。検出条件制御部104は、受信波形RWの残響期間RBTRの部分の波形を処理することにより、残響曲線RBCを特定してもよい。 Here, a method for specifying the reverberation curve by the detection condition control unit 104 will be described with reference to FIG. 14 . FIG. 14 is a diagram showing a received waveform RW including a reverberation period RBTR. The received waveform RW includes the waveform of the portion of the reverberation period RBTR that indicates the attenuation process of reverberation, the reflected wave RW1 from the obstacle OB, and the reflected wave RW2 from the road surface RS. The detection condition control section 104 may specify the reverberation curve RBC by processing the waveform of the reverberation period RBTR portion of the received waveform RW.
受信波形RWの底辺は路面RSからの反射(路面反射)であり、路面反射から立ち上がった部分が残響期間RBTRの部分である。残響期間RBTRは、残響が路面反射より弱くなるまでの期間といえる。残響期間RBTRでは、残響曲線RBCに雑音や反射波RW1が重なっている。このうち、雑音は、ランダムに発生するものであるので、検出条件制御部104は、受信波形RWを複数回取得し、残響期間RBTRの部分の受信波形RWを平均化する平均処理により雑音成分を抑圧する。 The bottom of the received waveform RW is the reflection from the road surface RS (road surface reflection), and the rising portion from the road surface reflection is the portion of the reverberation period RBTR. The reverberation period RBTR can be said to be a period until the reverberation becomes weaker than the road surface reflection. In the reverberation period RBTR, noise and reflected waves RW1 are superimposed on the reverberation curve RBC. Since noise occurs randomly, the detection condition control section 104 acquires the received waveform RW multiple times and averages the received waveform RW during the reverberation period RBTR to remove the noise component. oppress.
障害物OBからの反射波は、常時あるものではないので、検出条件制御部104は、障害物OBからの反射波RW1の検知がある時の受信波形RWを、先の平均処理の対象から除外してもよいし、障害物OBからの反射波RW2を除去した受信波形RWを平均処理するようにしてもよい。 Since the reflected wave from the obstacle OB does not always exist, the detection condition control unit 104 excludes the received waveform RW when the reflected wave RW1 from the obstacle OB is detected from the above averaging process. Alternatively, the received waveform RW from which the reflected wave RW2 from the obstacle OB has been removed may be averaged.
また、残響は、指数曲線に従って減衰するので、検出条件制御部104は、回帰分析の手法を用いて残響曲線を特定するようにしてもよい。検出条件制御部104は、例えば、残響期間RBTRの受信強度を対数変換し、回帰方程式に指数関数の係数を特定して、残響曲線RBCを特定するようにしてもよい。 Further, since the reverberation is attenuated according to an exponential curve, the detection condition control unit 104 may specify the reverberation curve using a regression analysis method. The detection condition control unit 104 may, for example, logarithmically transform the reception intensity in the reverberation period RBTR, specify the coefficient of the exponential function in the regression equation, and specify the reverberation curve RBC.
このような処理により、検出条件制御部104は、受信波形RWに基づいて残響曲線を特定することができる。コントローラー14は、受信波形RWに基づいて特定した残響曲線を記憶しておき、以後の検知に利用することができる。 Through such processing, the detection condition control section 104 can specify the reverberation curve based on the received waveform RW. The controller 14 can store the reverberation curve specified based on the received waveform RW and use it for subsequent detection.
また、残響は指数関数に従って減衰するが、減衰の速さは個々のソナー10によって異なるので、減衰の速さを特性値として特定しておき、この特性値を残響曲線の代わりに記憶しておいても良い。例えば、検出条件制御部104は測距装置または測距装置を備えた車両の出荷時に、この指数関数の係数や、係数に関係する値をソナー10の残響減衰の特性を示す特性値として特定し、特定した特性値を記憶しておいて、当該特性値に基づいて残響曲線を特定してもよい。
Further, the reverberation attenuates according to an exponential function, but since the speed of attenuation differs depending on the
例えば、ソナー10のインピーダンスと残響曲線の間には所定の関係があるので、検出条件制御部104は、測距装置100の起動時などにソナー10のインピーダンスを求め、これを特性値として記憶してもよい。
For example, since there is a predetermined relationship between the impedance of the
このように、検出条件制御部104は、特性値に基づいて残響曲線を補正することで、より適切に残響曲線を特定することができる。 In this way, the detection condition control unit 104 can more appropriately specify the reverberation curve by correcting the reverberation curve based on the characteristic value.
続いて、図15を用いて、残響曲線に基づいて検出条件を調整する例を説明する。図15は、反射波部分RW1を検出するための閾値を示す図である。図15に示すように、検出条件制御部104は、残響期間RBTRにおいては、残響曲線RBCにノイズマージンNMを加えることにより、上側にシフトした曲線を、反射波RW1を検出するための閾値TH1とする。 Next, an example of adjusting the detection conditions based on the reverberation curve will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram showing thresholds for detecting the reflected wave portion RW1. As shown in FIG. 15, in the reverberation period RBTR, the detection condition control unit 104 adds the noise margin NM to the reverberation curve RBC, thereby using the curve shifted upward as the threshold TH1 for detecting the reflected wave RW1. do.
上記ノイズマージンNMは、例えば、約3dBである。検出条件制御部104は、残響期間RBTRでない路面反射期間においても、路面からの反射波のレベル(時間軸上で平均化された強度)に、残響期間RBTRと同じノイズマージンを加えたものを閾値としてもよい。この場合、残響期間RBTRを残響曲線が路面からの反射波のレベルまで減衰する迄の期間としておけば、残響期間と路面反射期間との境界で、閾値TH1の不連続は生じない。 The noise margin NM is, for example, approximately 3 dB. The detection condition control unit 104 also sets the level of the reflected wave from the road surface (intensity averaged on the time axis) to the level of the reflected wave from the road surface (intensity averaged on the time axis) during the road reflection period that is not the reverberation period RBTR, and adds the same noise margin as in the reverberation period RBTR as a threshold value. may be In this case, if the reverberation period RBTR is set to a period until the reverberation curve attenuates to the level of the reflected wave from the road surface, discontinuity of the threshold TH1 does not occur at the boundary between the reverberation period and the road surface reflection period.
検出条件制御部104は、ノイズマージンを固定値としてもよいし、残響期間RBTRでない期間の受信波形からノイズの振幅を算出し、このノイズの振幅を下回らないようにノイズマージンを決めてもよい。 The detection condition control section 104 may set the noise margin to a fixed value, or may calculate the noise amplitude from the received waveform during the period other than the reverberation period RBTR and determine the noise margin so as not to fall below the noise amplitude.
このように、検出条件制御部104が、残響曲線RBCを上側にシフトした曲線を閾値TH1に設定し、特徴量検出部101が、当該閾値TH1に基づいて反射波RW1を検出することで、残響期間RBTRでも反射波RW1を検出する可能性を高めることができる。 In this way, the detection condition control unit 104 sets the curve obtained by shifting the reverberation curve RBC upward as the threshold value TH1, and the feature amount detection unit 101 detects the reflected wave RW1 based on the threshold value TH1. It is possible to increase the possibility of detecting the reflected wave RW1 even during the period RBTR.
ところで、受信波形のデータには、上限値があり、残響や反射波の強度が、上限値相当の強度を越えていると、実際の強度に関係なくデータは一律に上限値になる。この上限値相当の強度を飽和値と呼ぶ。ここで、図16を用いて、飽和値と反射波RW1との関係を説明する。図16は、飽和値と反射波との関係を示す図である。図16では、接近によりソナーを起点とする距離が段々と短くなる物体からの反射波を、一つの受信波形上に並べて示している。 By the way, the received waveform data has an upper limit value, and if the intensity of the reverberation or reflected wave exceeds the intensity corresponding to the upper limit value, the data will uniformly reach the upper limit value regardless of the actual intensity. The intensity corresponding to this upper limit value is called a saturation value. Here, the relationship between the saturation value and the reflected wave RW1 will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the saturation value and reflected waves. In FIG. 16, reflected waves from an object whose distance from the sonar as a starting point gradually decreases as it approaches are shown side by side on one received waveform.
図16に示すように、飽和値がSV2の場合、反射波RW1cを受信する以前から、残響曲線RBCで示す残響強度が飽和値SV2を超えているので、データは一律に上限値になっている。反射波RW1cしているタイミングでも、データは引き続き上限値のままなので、測距装置100が反射波RW1cを検出することができない。
As shown in FIG. 16, when the saturation value is SV2, the reverberation intensity indicated by the reverberation curve RBC exceeds the saturation value SV2 before the reflected wave RW1c is received, so the data are uniformly at the upper limit. . Even at the timing of the reflected wave RW1c, the data continues to be the upper limit value, so the
検出条件制御部104が、ソナー10の発信強度を下げたり、受信信号の増幅度を下げたりすることにより、調整して受信強度を下げると、相対的に飽和値を上げることができる。そうして、飽和値がSV1のようになれば特徴量検出部101は、RW1cのような反射波を検出することができる。
When the detection condition control unit 104 adjusts and lowers the reception intensity by lowering the transmission intensity of the
なお、飽和値がSV1になったとしても、RW1dのような反射波は検知できない。この時、検知ができる最短距離は残響曲線と飽和値の交点で決まるので、検知が必要な最短距離が決まっている場合は、予め、残響曲線に応じて飽和値を決定してもよい。 Even if the saturation value becomes SV1, reflected waves such as RW1d cannot be detected. At this time, since the shortest distance at which detection is possible is determined by the intersection of the reverberation curve and the saturation value, if the shortest distance at which detection is required is determined, the saturation value may be determined in advance according to the reverberation curve.
飽和値を上げるために、発信の強度を下げたり、受信信号の増幅度を下げたりすると、微弱な反射波を検知し難くなるので、検出条件制御部104は、例えば駐車時のように、近距離の検知が必要な時だけ、予め飽和値を上げる様に制御してもよいし、予測距離を算出した結果、残響期間に反射波を受信する接近状態になる事が判った時だけ、飽和値を上げる様に制御してもよい。測距装置100は、ECU20から駐車状態を示す情報を取得することで、飽和値を制御することができる。
If the intensity of transmission is lowered or the degree of amplification of the received signal is lowered in order to increase the saturation value, it becomes difficult to detect weak reflected waves. Only when it is necessary to detect the distance, it may be controlled to raise the saturation value in advance, and as a result of calculating the predicted distance, it is saturated only when it is found that the reflected wave will be received during the reverberation period. It may be controlled to increase the value. The ranging
続いて、反射波RW1を検出できる条件について、図17を用いて説明する。図17は、飽和値SVと閾値TH1と残響曲線RBCとの関係を示す図である。図17に示すように、残響期間RBTRでは、検出条件制御部104は、残響曲線RBCにノイズマージンを加えた曲線を閾値TH1とするので、閾値TH1が飽和値SVを超える事がある。閾値TH1が飽和値SVを超える区間では、受信データは閾値TH1を超えないので、測距装置100は、反射波RW1を検知することができない。
Next, the conditions under which the reflected wave RW1 can be detected will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the saturation value SV, the threshold TH1, and the reverberation curve RBC. As shown in FIG. 17, in the reverberation period RBTR, the detection condition control unit 104 sets a curve obtained by adding a noise margin to the reverberation curve RBC as the threshold TH1, so the threshold TH1 may exceed the saturation value SV. In the section where the threshold TH1 exceeds the saturation value SV, the received data does not exceed the threshold TH1, so the
また、反射波RW1dが残響曲線RBCに届かない区間でも反射波RW1dを検知できないが、閾値TH1が飽和値SVを超えるために検知できない区間の方がより広い。閾値TH1は残響曲線で決まっているので、検知できない期間は残響曲線RBCで決まっているといえる。測距装置100は、予測距離を算出した結果、閾値TH1が飽和値SVを超える距離である場合に、検知可能に検出条件を調整できない場合に当たると判定してもよい。
In addition, although the reflected wave RW1d cannot be detected even in a section where the reflected wave RW1d does not reach the reverberation curve RBC, the section in which the reflected wave RW1d cannot be detected is wider because the threshold TH1 exceeds the saturation value SV. Since the threshold TH1 is determined by the reverberation curve, it can be said that the undetectable period is determined by the reverberation curve RBC. When the threshold value TH1 exceeds the saturation value SV as a result of calculating the predicted distance, the ranging
また、測距装置100が、反射波RW1の検出を試みて、検出できなかった場合に、反射波RW1を検出しない場合に当たると判定してもよい。このように、測距装置100は、閾値TH1で反射波RW1を検出できない場合は、測距装置100の出力制御部105は、測定距離の代わりに、予測距離を出力する。これにより、測距装置100は、残響曲線RBC、閾値TH1、および飽和値SVの関係上、反射波RW1を検出できない状況でも、距離を出力することができる。
Further, when the
続いて、図18を用いて反射波RW1のうち、距離を算出するための位置について説明する。図18(a)に示すように、ソナー10から超音波を出力し、これに応じて障害物OBで反射する場合、ソナー10に最も近い点である最近点が反射した音波だけでなく、当該最近点の周囲で反射した音波もソナー10に届く。
Next, the position for calculating the distance in the reflected wave RW1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 18A, when an ultrasonic wave is output from the
図18(b)に示すように、エリアAR2にエリアAR1のような突起物が存在する場合について考える。上記最近点のエリアAR1で反射した音波は、最も早くソナー10に届くが、その後でソナー10に届く、エリアAR1より面積の大きい周囲エリアAR2で反射した音波の方が、強度が強い傾向がある。
As shown in FIG. 18(b), consider a case where an area AR2 has a projection like an area AR1. The sound waves reflected in the area AR1 at the nearest point reach the
よって、図18(c)に示すように、反射波RW1は、信号強度のピークPP1とPP2を有する2つの山を形成することになるが、どちらのピーク時点を用いて距離を算出すべきかの選択としては、ソナーは衝突防止を目的に装備され、衝突防止に必要な距離は最近点までの距離であるので、より早いPP1の方を選択して距離を算出すべきである。 Therefore, as shown in FIG. 18(c), the reflected wave RW1 forms two mountains having signal intensity peaks PP1 and PP2. Alternatively, since the sonar is equipped for anti-collision purposes and the distance required for anti-collision is the distance to the nearest point, the faster PP1 should be chosen to calculate the distance.
しかし、検知閾値によっては二つのピークを分離して検出できるとは限らず、合体した一つのピークとして検出された場合のピーク位置は、より強度が大きいPP2の位置になる。また、二つのピークのうち片方だけ検出される場合は、より強度が大きいPP2が検出される確率が高い。したがって、信号強度のピーク時点であるPP1やPP2ではなく、立ち上がり時点SPに基づいて距離を算出することが望まれる。 However, depending on the detection threshold, it is not always possible to separate and detect the two peaks, and the peak position when detected as one combined peak is the position of PP2, which has a higher intensity. Also, when only one of the two peaks is detected, there is a high probability that PP2, which has a higher intensity, will be detected. Therefore, it is desirable to calculate the distance based on the rise time point SP instead of the signal intensity peak points PP1 and PP2.
しかし、残響期間中は、反射波の裾の部分が残響で隠されるため、立ち上がり時点SPの付近は反射波の波形を観測できなくなる。そこで、図18(d)に示すように、測定距離算出部102は、例えば、反射波RW1aを検出した時点でピークの位置と立ち上がりの位置とを特定して、ピーク時点と立ち上がり時点との時間差を算出しておく。立ち上がりの位置は反射波RW1cの時点では残響に隠されて推定が困難だが、反射波RW1aの時点では残響の影響や路面反射の影響が少ないので、比較的小さな誤差で推定する事ができる。 However, during the reverberation period, the bottom portion of the reflected wave is hidden by the reverberation, so the waveform of the reflected wave cannot be observed near the rising point SP. Therefore, as shown in FIG. 18(d), the measurement distance calculation unit 102, for example, identifies the peak position and the rise position when the reflected wave RW1a is detected, and calculates the time difference between the peak time and the rise time. is calculated. The rising position is difficult to estimate at the time of the reflected wave RW1c because it is hidden by the reverberation, but at the time of the reflected wave RW1a, the influence of the reverberation and road surface reflection is small, so it can be estimated with a relatively small error.
反射波RW1cの時点でもピークの位置と立ち上がりの位置との時間差は同じだとすると、測定距離算出部102は、反射波RW1cの時点のピーク位置と、上記の時間差から立ち上がりの位置を推定できる。反射波と残響の強度値の差が小さくなっても、ピーク位置は特定できるので、近距離になっても立ち上がり位置を特定できる。 Assuming that the time difference between the peak position and the rise position is the same even at the time of the reflected wave RW1c, the measured distance calculation unit 102 can estimate the rise position from the peak position at the time of the reflected wave RW1c and the above time difference. Even if the difference between the intensity values of the reflected wave and the reverberation is small, the peak position can be specified, so the rising position can be specified even if the distance is short.
続いて、図19を用いて、ピークの位置と立ち上がりの位置とを特定する方法について説明する。真の立ち上がり時点は反射波の強度がゼロから立ち上がる時点であるが、残響曲線RBCが示す様に、残響は指数関数に従って減衰するので、受信波形がゼロになる事はない。つまり、反射波の強度がゼロから立ち上がるような波形は観測できない。そこで、ゼロより大きい実用的なゼロレベルZLを定めて、反射波とゼロレベルZLのラインとの交点を実用的な立ち上がり点とする。 Next, a method for identifying the peak position and the rising position will be described with reference to FIG. 19 . The true rise time is the time when the intensity of the reflected wave rises from zero, but as shown by the reverberation curve RBC, the reverberation decays according to an exponential function, so the received waveform never becomes zero. In other words, a waveform in which the intensity of the reflected wave rises from zero cannot be observed. Therefore, a practical zero level ZL larger than zero is determined, and the intersection of the reflected wave and the line of the zero level ZL is defined as a practical rising point.
図19(a)は、実用的なゼロレベルZLを例えば-50dBと定め、実用的なゼロレベルと反射波の強度分布とが交差する時点、つまり、ゼロレベルZLと反射波RW1の交点を実用的な立ち上がり時点とする例を示す。但し、反射波がゼロレベルZLと交差する点の付近では、反射波が残響や路面反射の影響で隠されて観測できないでの、観測できない範囲の反射波の波形を推定して、ゼロレベルZLのラインまで延長する処理が必要になる。 FIG. 19(a) defines the practical zero level ZL as −50 dB, for example, and the point at which the practical zero level and the intensity distribution of the reflected wave intersect, that is, the intersection point of the zero level ZL and the reflected wave RW1. An example of a typical rising time is shown. However, near the point where the reflected wave intersects the zero level ZL, the reflected wave is hidden due to reverberation and road surface reflection and cannot be observed. processing to extend to the line of
図19(b)は、閾値TH1と、反射波RW1の強度分布とが交差する時点、つまり、閾値TH1と反射波RW1との交点を実用的な立ち上がり時点とする例を示す。この場合、観測できる範囲内の反射波の波形と閾値との比較で立ち上がり時点が決まるので、より実施が容易である。精度の面では、後者の方が、実用的な立ち上がり時点と真の立ち上がり時点の差が大きいので精度が劣ると言えるが、大差は無いとも言えるので、要求される精度によっては、後者を採用してもよい。 FIG. 19B shows an example in which the point of intersection of the threshold TH1 and the intensity distribution of the reflected wave RW1, that is, the point of intersection of the threshold TH1 and the reflected wave RW1, is set as the practical rising point. In this case, since the rise time is determined by comparing the waveform of the reflected wave within the observable range with the threshold, the implementation is easier. In terms of accuracy, the latter can be said to be inferior in accuracy because the difference between the practical start-up time and the true start-up time is large, but it can be said that there is not much difference, so depending on the required accuracy, the latter is adopted. may
また、反射波にはノイズが重なるので、ノイズが加わる位置によって、最大値を取る点が変わるので、反射波が最大値を取る位置がピーク位置であるとして算出すると、算出される距離が不安定になる事がある。 In addition, since noise overlaps the reflected wave, the point at which the maximum value is obtained changes depending on the position where the noise is added. can become
図19(c)は、ピーク時点を安定して特定する方法を示すものである。例えば、閾値と反射波RW1の交点の時点と、反射波RW1の下り斜面で強度が交点と同じである時点を求め、これらの時点の中点の時点をピーク時点とする。このように、観測できる反射波RW1の全体の波形情報を利用すると、反射波にノイズが乗っていても安定して距離を算出できる。 FIG. 19(c) shows a method of stably identifying the peak time. For example, the point of intersection of the threshold value and the reflected wave RW1 and the point of time when the intensity of the downward slope of the reflected wave RW1 is the same as that of the point of intersection are obtained, and the middle point of these points of time is defined as the peak point. Thus, by using the waveform information of the entire observable reflected wave RW1, the distance can be stably calculated even if the reflected wave contains noise.
続いて、図20を用いてピーク付近が飽和した場合の処理について説明する。図19(c)に示した、ピークの上り斜面と下り斜面で強度が同じである線上の2点を特定し、2点の中点にピークがあると推定する方法は、幾何学的には反射波RW1の波形を二等辺三角形で近似し、下辺の2頂点を上り斜面と下り斜面に当てはめる操作だと、言い換えてもよい。この方法は、ピークを挟む上り斜面上の点と下り斜面上の点を用い、ピーク付近の波形を用いないので、飽和によってピーク付近の波形が観測できない場合にも適用できる。 Next, the processing when the vicinity of the peak is saturated will be described with reference to FIG. The method of identifying two points on a line with the same intensity on the uphill slope and downhill slope of the peak and estimating that there is a peak at the midpoint of the two points shown in FIG. 19(c) is geometrically It can be rephrased as an operation of approximating the waveform of the reflected wave RW1 by an isosceles triangle and applying the two vertices on the lower side to the upward slope and the downward slope. Since this method uses the points on the uphill slope and the points on the downhill slope that sandwich the peak, and does not use the waveform near the peak, it can be applied even when the waveform near the peak cannot be observed due to saturation.
反射波RW1に二等辺三角形の左下の頂点を当てはめる点は、図20(a)のように、反射波RW1と残響曲線との交点であってもよいし、または路面反射曲線との交点であってもよい。図20(a)のRBCは残響曲線と路面反射曲線を連続させた曲線である。路面反射曲線は、障害物が無い時の路面反射の強度曲線を推定したものであり、先に説明した受信波形から残響曲線を推定する方法と同様の方法で得られる。 The point at which the reflected wave RW1 is fitted to the lower left vertex of the isosceles triangle may be the intersection point between the reflected wave RW1 and the reverberation curve, or the intersection point with the road surface reflection curve, as shown in FIG. may The RBC in FIG. 20(a) is a continuous curve of the reverberation curve and the road surface reflection curve. The road surface reflection curve is obtained by estimating the intensity curve of the road surface reflection when there is no obstacle, and is obtained by the same method as the method of estimating the reverberation curve from the received waveform described above.
さらに、図20(b)のように、二等辺三角形の左下の頂点は反射波RW1と閾値TH1の交点であってもよい。図20(a)や図20(b)の図の反射波RW1cのように、ピーク付近が飽和するとピークの強度を特定できなくなるが、距測は距離が特定できれば良いので、強度情報が無くても問題ない。 Furthermore, as shown in FIG. 20(b), the lower left vertex of the isosceles triangle may be the intersection of the reflected wave RW1 and the threshold TH1. As in the reflected wave RW1c in FIGS. 20A and 20B, when the vicinity of the peak is saturated, the intensity of the peak cannot be specified. is no problem.
図20(c)は、二等辺三角形の下辺の頂点を斜辺に当てはめる方法を示すもので、頂点付近を拡大して描いている。SVは飽和値に当たる受信強度の水準であり、飽和値SVと呼ぶ事にする。反射強度曲線が飽和値SVを超える区間では、波形データが最大値で飽和するため同じ値になる。最大値は、例えば波形データが8ビットデータであれば255である。 FIG. 20(c) shows a method of applying the vertex of the lower side of the isosceles triangle to the oblique side, and the vicinity of the vertex is drawn enlarged. SV is the level of reception strength corresponding to the saturation value, and is called the saturation value SV. In the section where the reflection intensity curve exceeds the saturation value SV, the waveform data is saturated at the maximum value, so the values are the same. The maximum value is, for example, 255 if the waveform data is 8-bit data.
つまり、反射強度曲線が飽和値SVを超えると、反射波のピークの位置を波形データが最大値を取る点として特定する事が出来ない。しかし、反射波RW1dの波形データが最大値で飽和した区間の、左端から右端までがピーク部の波形を近似した二等辺三角形の下辺であるとすると、その中点にピークがある、と特定できる。 That is, when the reflection intensity curve exceeds the saturation value SV, the position of the peak of the reflected wave cannot be specified as the point where the waveform data takes the maximum value. However, if the lower side of the isosceles triangle approximated to the waveform of the peak portion is from the left end to the right end of the section where the waveform data of the reflected wave RW1d is saturated at the maximum value, it can be identified that the peak is at the midpoint. .
この方法は、反射波の頂点が飽和値SVを超える場合だけ適用可能なので、例えば、ピークが飽和値SVを超えた場合は、反射波RW1dの波形データが飽和した区間の、左端から右端までを二等辺三角形の下辺として、そうでない場合は反射波RW1と残響曲線との交点の強度値か、路面反射曲線との交点の強度値を、飽和値SVに代わる基準強度値とし、波形データが基準強度値を超える範囲を二等辺三角形の下辺として、下辺の中点の距離にピークがある、と特定する方法を適用すればよい。 This method is applicable only when the peak of the reflected wave exceeds the saturation value SV. Otherwise, as the lower side of the isosceles triangle, the intensity value at the intersection of the reflected wave RW1 and the reverberation curve or the intensity value at the intersection with the road surface reflection curve is used as the reference intensity value instead of the saturation value SV, and the waveform data is used as the reference. A method may be applied in which the range exceeding the intensity value is defined as the lower side of an isosceles triangle, and a peak is found at the distance between the midpoints of the lower side.
続いて、ピーク位置と立ち上がり位置のオフセットの調整について図21を用いて説明する。図20等では説明を平易にするため、ピーク位置と立ち上がり位置のオフセットが一定であるとして説明したが、オフセットを調整してもよい。ピーク位置と立ち上がり位置のオフセットは、最大反射面までの距離と、最近点までの距離(最短距離)の差と言い換えてもよい。この距離差は物体の形状に依存し、接近すると変化する事がある。 Next, the adjustment of the offset between the peak position and the rising position will be described with reference to FIG. In order to simplify the explanation in FIG. 20 and the like, it is assumed that the offset between the peak position and the rising position is constant, but the offset may be adjusted. The offset between the peak position and the rising position can be rephrased as the difference between the distance to the maximum reflecting surface and the distance to the nearest point (shortest distance). This distance difference depends on the shape of the object and may change when approaching.
図21(a)は、支柱等の障害物OBがガードレールGDの手前にある場合の配置図である。最短距離は障害物OBまでの距離、最大反射面までの距離は、概ねガードレールGDまでの距離となり、その距離差はソナー10が接近しても大きく変化しない。図21(b)では、最近点がガードレールGDにある。最大反射面は、音波が当たる範囲内にあり、ソナー10が位置Aだと距離差DS1だけ遠い。
FIG. 21(a) is a layout diagram when an obstacle OB such as a support is located in front of the guardrail GD. The shortest distance is the distance to the obstacle OB, and the distance to the maximum reflecting surface is approximately the distance to the guardrail GD. In FIG. 21(b), the closest point is on the guardrail GD. The maximum reflection surface is within the range where the sound wave hits, and when the
ソナー10がソナー位置Bに接近すると、音波が当たる範囲は相似の関係を保って狭くなる。そのため、最大反射面までの距離と最近点までの距離の距離差DS2は、ソナー10がソナー位置Aの時の距離差DS1と比較して、ガードレールGDまでの距離の比で小さくなる。
As the
図21(b)の場合、GDまでの距離は約半分になるので、距離差DS2は距離差DS1も約半分になる。物体が図21(a)のように凸部を持つ場合は反射波の幅が広かったり、ピーク部が二つに割れたりするのに対し、物体の反射面が平面である時は、ピークの幅が狭いシャープな反射波になり、物体に近づくほど更にシャープになる。 In the case of FIG. 21(b), since the distance to GD is about half, the distance difference DS2 and the distance difference DS1 are also about half. When the object has a convex portion as shown in FIG. 21(a), the width of the reflected wave is wide and the peak is split into two. It becomes a narrow, sharp reflected wave, and the closer it gets to the object, the sharper it becomes.
よって、障害物OBの形状を推定し、推定結果に応じて、オフセットを調整するか否かを判断しても良い。例えば、位置Aの時にピーク位置と立ち上がり位置のオフセットが小さければ、凸部が無いと判定して、オフセットを距離に比例して小さくする補正を加えてもよい。 Therefore, the shape of the obstacle OB may be estimated, and whether or not to adjust the offset may be determined according to the estimation result. For example, if the offset between the peak position and the rising position is small at position A, it may be determined that there is no convex portion, and correction may be added to reduce the offset in proportion to the distance.
続いて、図22を用いて、反射波RW1の上り斜面の波形から立ち上がり点を推定する方法について説明する。ここまで、反射波RW1のピークの位置を特定し、物体が接近する前に立ち上がり位置とピーク位置のオフセットを特定し、物体が接近した時は、ピーク位置から前記オフセット(または補正したオフセット)を引いた位置を立ち上がり位置と推定する方法を説明したが、ピークの上り斜面のデータから、立ち上がり位置を推定してもよい。 Next, a method for estimating the rising point from the waveform of the reflected wave RW1 on the uphill slope will be described with reference to FIG. Up to this point, the position of the peak of the reflected wave RW1 is specified, the offset between the rising position and the peak position is specified before the object approaches, and when the object approaches, the offset (or corrected offset) from the peak position is Although the method of estimating the pulled position as the rising position has been described, the rising position may be estimated from the data of the uphill slope of the peak.
この方法は、反射波の受信波形全体を三角形で近似し、斜辺を受信波形上の2点を通る直線と特定して、左下の頂点を決める処理と言い換えてよい。立ち上り位置の強度、すなわち反射波の強度のゼロ基準を例えば-50dBとすると、斜辺である受信波形上の2点を通る直線と-50dBラインとの交点として立ち上がり位置が特定される。 This method can be rephrased as a process of approximating the entire received waveform of the reflected wave with a triangle, identifying the oblique side as a straight line passing through two points on the received waveform, and determining the lower left vertex. If the zero reference of the intensity of the rising position, that is, the intensity of the reflected wave is -50 dB, for example, the rising position is specified as the intersection of the -50 dB line and a straight line passing through two points on the received waveform, which is the oblique side.
図22(a)の場合、斜辺には反射波と飽和値SVの交点である点P1、反射波と閾値の交点である点P2、反射波と残響曲線の交点である点P3があるので、点P1~点P3から、いずれか2点を選べば斜辺を特定できる。例えば、点P3が点P1・点P2を結ぶ線上から大きく外れている時は、点P1と点P2で斜辺を特定し、そうでなければ点P2と点P3で斜辺を特定してもよい。 In the case of FIG. 22A, the oblique side has a point P1 that is the intersection of the reflected wave and the saturation value SV, a point P2 that is the intersection of the reflected wave and the threshold value, and a point P3 that is the intersection of the reflected wave and the reverberation curve. The oblique side can be specified by selecting any two points from the points P1 to P3. For example, when the point P3 is greatly deviated from the line connecting the points P1 and P2, the oblique side may be identified by the points P1 and P2, otherwise the oblique side may be identified by the points P2 and P3.
図22(b)の場合、点P2は飽和値SVを越えていて特定できないので、点P1と点P3で斜辺を特定すれば良い。図22(c)の図の場合、飽和値SVとの交点である点P1が無いので、点P2と点P3で斜辺を特定すればよい。 In the case of FIG. 22(b), since the point P2 exceeds the saturation value SV and cannot be specified, the oblique side can be specified by the points P1 and P3. In the case of FIG. 22(c), since there is no point P1 that is the intersection with the saturation value SV, the oblique side can be specified by the points P2 and P3.
続いて、図23を用いて、残響曲線に応じた検出条件の動的制御の方法について説明する。反射波RW1の斜辺上の2点から立ち上がり位置を特定する場合、2点の間に所定値以上のマージンがあった方が良い。例えば、図23(a)の状態に至るまでは、反射波RW1と残響曲線RBCとの交点である点P4と飽和値SVとの間に、所定の閾値(例えば10dB)以上のマージンM1があり、図23(a)の時に当該マージンM1を少し下回ったと仮定する。 Next, with reference to FIG. 23, a method of dynamically controlling the detection conditions according to the reverberation curve will be described. When specifying the rising position from two points on the oblique side of the reflected wave RW1, it is better to have a margin of a predetermined value or more between the two points. For example, until the state of FIG. 23(a) is reached, there is a margin M1 of a predetermined threshold value (for example, 10 dB) or more between the point P4, which is the intersection point of the reflected wave RW1 and the reverberation curve RBC, and the saturation value SV. , and is slightly below the margin M1 at the time of FIG. 23(a).
図23(a)の状態で飽和値SVを変更せず、反射波RW1の到達時刻が早くなると、反射波RW1と残響曲線RBCとの交点である点P4が飽和値SVに近づき、ラインL1を越える位置ではP4が飽和値SVを超えるので、P4を用いて立ち上がり位置を特定する事が出来なくなる。 If the arrival time of the reflected wave RW1 becomes earlier without changing the saturation value SV in the state of FIG. Since P4 exceeds the saturation value SV at the exceeding position, it becomes impossible to specify the rising position using P4.
この時に、検出条件制御部104は、予測距離算出部103により算出された予測距離を用いて、それまでの車両1の接近速度から次回の検知での、反射波RW1の斜辺と残響曲線RBCの交点である点P5を予測し、点P5と飽和値SVがマージンM1分だけ上回るよう、ソナー10の送信強度または増幅度を調整する。動的に飽和値SVを制御する場合、アナログ回路での増幅度を調整するよりも、送信強度をデジタル制御する方が、時間遅れが発生し難く、精度を出し易い。
At this time, the detection condition control unit 104 uses the predicted distance calculated by the predicted
物体が予測通りに接近した場合、図23(b)の状態になる。ここで予測と飽和値SVの調整を繰り返すと図23(c)の状態になる。飽和値SVが図23(a)の時のままである場合、ラインL1を越えて反射波RW1が接近すると、残響が飽和値SVを超えるので検知不能になる。しかし、以上のように、飽和値SVを物体の予測距離と飽和曲線に応じて制御することにより、反射波RW1と残響曲線RBCとの交点である点P4がラインL1を越えても検知可能になっている。 When the object approaches as predicted, the state shown in FIG. 23(b) is obtained. If the prediction and adjustment of the saturation value SV are repeated here, the state shown in FIG. 23(c) is obtained. If the saturation value SV remains as shown in FIG. 23(a), when the reflected wave RW1 approaches over the line L1, the reverberation exceeds the saturation value SV and becomes undetectable. However, as described above, by controlling the saturation value SV according to the predicted distance of the object and the saturation curve, it is possible to detect even if the point P4, which is the intersection of the reflected wave RW1 and the reverberation curve RBC, crosses the line L1. It's becoming
このように、検出条件制御部104は、予測距離に基づいて、受信波形RWに含まれる反射波RW1の位置を予測し、予測した反射波RW1と残響曲線RBCとの交点を特定し、当該交点と飽和値とのマージンとに基づいて飽和値を引き上げるように制御する。これにより、測距装置100は、上記の飽和値SVの引き上げにより、残響の影響があるにも関わらず距離を計測できる範囲を広げることができる。
In this manner, the detection condition control unit 104 predicts the position of the reflected wave RW1 included in the received waveform RW based on the predicted distance, identifies the intersection point between the predicted reflected wave RW1 and the reverberation curve RBC, and determines the intersection point. and the margin to the saturation value. As a result, the
続いて、図24を用いて、予測距離に基づいて反射波RW1を検出できないと判定する条件について説明する。以下、反射波RW1と閾値の交点を利用する場合について説明するが、反射波RW1の斜辺上の2点から立ち上がり位置を特定する方法では、反射波RW1と閾値の交点を利用しない事も可能なので、任意に選択した2点に当てはめて適用すれば良い。 Next, with reference to FIG. 24, conditions for determining that the reflected wave RW1 cannot be detected based on the predicted distance will be described. A case where the intersection of the reflected wave RW1 and the threshold is used will be described below, but in the method of specifying the rising position from two points on the oblique side of the reflected wave RW1, it is possible not to use the intersection of the reflected wave RW1 and the threshold. , can be applied to two arbitrarily selected points.
飽和値SVを動的に制御しない場合、図24(a)の時に、反射波RW1の斜辺と飽和値SVとの交点P11と残響曲線RBCと飽和値SVの交点の間の距離をDS3とする。図24(a)の時は、反射波RW1の斜辺上の交点P11と、反射波RW1の斜辺と残響曲線RBCとの交点P12とを結ぶ直線を延長する事で、反射波RW1の立ち上がり位置を推定できる。 When the saturation value SV is not dynamically controlled, DS3 is the distance between the intersection point P11 of the oblique side of the reflected wave RW1 and the saturation value SV and the intersection point of the reverberation curve RBC and the saturation value SV in FIG. 24(a). . In the case of FIG. 24(a), the rising position of the reflected wave RW1 is determined by extending a straight line connecting the intersection point P11 on the oblique side of the reflected wave RW1 and the intersection point P12 between the oblique side of the reflected wave RW1 and the reverberation curve RBC. can be estimated.
しかし、図24(a)の状態から物体が接近するにつれてP11とP12も接近し、物体が距離DS3だけ接近した時は、反射波RW1の斜辺と飽和値SVとの交点P11と、残響曲線RBCと反射波RW1の斜辺の交点P12とが重なって1点になるため、2点を結ぶ線を延長して反射波の立ち上がり位置を特定する事が出来ない。つまり、測距装置100は、図24(a)の時の距離から距離DS3だけ進んだら、反射波RW1を検出できないと判定してもよい。
However, as the object approaches from the state in FIG. and the intersection point P12 of the oblique side of the reflected wave RW1 overlap to form one point. Therefore, the rising position of the reflected wave cannot be specified by extending the line connecting the two points. In other words, the
また、図24(b)に示すように、反射波RW1が進んだ距離が距離DS3未満でも、2点が接近すると反射波RW1の立ち上がり位置を安定して特定する事が困難になる。そこで、2点の強度値の差が所定値(例えば3dB)未満の時も、反射波RW1を検出できないと判定しても良い。 Further, as shown in FIG. 24B, even if the distance traveled by the reflected wave RW1 is less than the distance DS3, it becomes difficult to stably identify the rising position of the reflected wave RW1 when the two points are close to each other. Therefore, it may be determined that the reflected wave RW1 cannot be detected even when the difference between the intensity values at the two points is less than a predetermined value (for example, 3 dB).
また、図24(c)に示すように、反射波RW1が飽和値SVと交差せず交点を生じない時は、反射波RW1の斜辺上の2点から立ち上がり位置を特定する方法を適用できないので、反射波RW1を検知できない場合にあたる、と判定しても良い。 Further, as shown in FIG. 24(c), when the reflected wave RW1 does not cross the saturation value SV and does not generate an intersection point, the method of identifying the rising position from two points on the oblique side of the reflected wave RW1 cannot be applied. , the reflected wave RW1 cannot be detected.
さらに、反射波RW1と閾値の交点を利用する場合に、反射波RW1と閾値が交差せず、交点を生じない時や、反射波RW1と閾値の交点と、反射波RW1と残響曲線RBCの交点との強度値の差が所定値未満の時も、同様に反射波RW1を検知できないと判定しても良い。いずれかの条件により反射波RW1を検知できないと判定した時は、測距装置100は、測定距離の代わりに、予測距離を出力する。
Furthermore, when using the intersection of the reflected wave RW1 and the threshold, the intersection of the reflected wave RW1 and the threshold does not occur, or the intersection of the reflected wave RW1 and the threshold and the intersection of the reflected wave RW1 and the reverberation curve RBC Similarly, when the difference between the intensity values of RW1 and RW1 is less than a predetermined value, it may be determined that the reflected wave RW1 cannot be detected. When it is determined that the reflected wave RW1 cannot be detected due to any condition, the
続いて、図25を用いて、測距装置100が距離を測定する処理手順を説明する。まず、測距装置100の特徴量検出部101は、受信波形RWを取得し(ステップS1)、検出条件制御部104により制御された検出条件に基づいて反射波RW1の特徴量を検出する。
Next, a processing procedure for distance measurement by the
測定距離算出部102は、反射波RW1の特徴量を検出した場合、例えば、反射波RW1と閾値THの交点の位置を特定した場合には、反射波RW1の特徴量(この場合、受信波形上の原点から閾値との交点までの、横軸方向の距離)に基づいて測定距離を算出する(ステップS2)。予測距離算出部103は、車両1の速度等の車両走行の情報と、測定距離とに基づいて予測距離を算出する(ステップS3)。
When the feature amount of the reflected wave RW1 is detected, for example, when the position of the intersection of the reflected wave RW1 and the threshold value TH is specified, the measurement distance calculation unit 102 calculates the feature amount of the reflected wave RW1 (in this case, on the received waveform from the origin to the intersection with the threshold value), the measured distance is calculated (step S2). The predicted
当該予測距離と、予め特定している残響曲線RBCとに基づいて、障害物OBの予測距離が残響期間に入る場合、検出条件制御部104は、検出条件(閾値TH)を、残響曲線RBCを超える閾値TH1に修正する(ステップS4)。この時、閾値TH1は、障害物OBの予測距離における残響の強度値に、例えば、所定のマージンを加算した値であっても良い。 Based on the predicted distance and the reverberation curve RBC specified in advance, when the predicted distance of the obstacle OB falls within the reverberation period, the detection condition control unit 104 sets the detection condition (threshold value TH) to the reverberation curve RBC. The threshold value TH1 is corrected to exceed it (step S4). At this time, the threshold TH1 may be a value obtained by adding, for example, a predetermined margin to the reverberation intensity value at the predicted distance of the obstacle OB.
次回、受信波形RWを取得した場合、特徴量検出部101は、新たな検出条件に基づいて反射波RW1の特徴量を検出して、当該反射波RW1の特徴量に基づいて測定距離を算出する(ステップS5)。このようにして、出力制御部105は、新たな測定距離を出力する(ステップS6)。 When the received waveform RW is acquired next time, the feature amount detection unit 101 detects the feature amount of the reflected wave RW1 based on the new detection conditions, and calculates the measured distance based on the feature amount of the reflected wave RW1. (Step S5). Thus, the output control unit 105 outputs a new measured distance (step S6).
上述のように、測距装置100は、予測距離に基づいて、障害物OBの位置が残響の影響を受ける位置に属する場合、反射波RW1の検出条件を調整する。例えば、測距装置100は、残響曲線RBCを超える閾値TH1に基づいて反射波RW1を検出するようにする。
As described above, the
これにより、測距装置100は、残響の影響を受ける位置に障害物OBが位置する場合でも、障害物OBまでの距離を算出することができる。残響曲線RBCは障害物を検知する以前に特定できるので、閾値TH1は障害物を検知する以前に特定できる。つまり、ステップS4を、測距装置100の起動後の最初の回だけ実行し、以後は設定された検出条件を変更しない様にしても良い。このように、検出条件である閾値TH1を一連の検出を行う以前に決定して変更しない場合、検出条件は静的に制御されている、と言える。
Thereby, the
なお、ステップS4の処理は、障害物OBの予測距離が残響期間に入る最初の回にだけ実行して、2回目からはスキップする様にしても良いし、障害物OBの予測距離が残響期間に入っている間は、毎回、実行する様にしても良い。これらの場合は、検出条件は一連の検出を行う毎に、その時々の残響曲線に応じて変更されるので、検出条件は動的に制御されている、と言える。 The process of step S4 may be executed only the first time the predicted distance of the obstacle OB enters the reverberation period, and may be skipped from the second time. It may be executed every time while it is in . In these cases, it can be said that the detection conditions are dynamically controlled because the detection conditions are changed in accordance with the reverberation curve at each time every time a series of detections are performed.
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、測距装置100は、予測距離に基づいて、障害物OBの位置が残響の影響を受ける位置に属する場合、反射波RW1を検出するための閾値を反射波RW1の強度に基づいて動的に変更する例を説明する。
(Third Embodiment)
In the third embodiment, the
ここで、図26に閾値を動的に変更する例を説明する。測距装置100は、予測距離に基づいて、障害物OBの位置が残響の影響を受ける位置に属すると判断した場合、検出条件制御部104は、反射波RW1を検出するための閾値を反射波RW1の強度に基づいて変更する。
Here, an example of dynamically changing the threshold will be described with reference to FIG. When the
例えば、図26に示すように、検出条件制御部104は、反射波RW1が近づくほど閾値を高く設定する。すなわち、検出条件制御部104は、反射波RW1aの位置の場合の閾値TH11より、反射波RW1bの位置の場合の閾値TH12の方が高い値になるように設定する。このように、測距装置100は、閾値を動的に高めるので、残響の影響度合いが高まるソナー10の近くの位置でも距離を算出することができる。
For example, as shown in FIG. 26, the detection condition control unit 104 sets the threshold higher as the reflected wave RW1 approaches. That is, the detection condition control unit 104 sets the threshold TH12 for the position of the reflected wave RW1b to be higher than the threshold TH11 for the position of the reflected wave RW1a. In this way, since the
具体的には、検出条件制御部104は、反射波RW1のピーク値の推移に基づいて閾値を動的に変更するようにしてもよい。図26は、反射波RW1aのピークの強度値をもとに次の予測距離における反射波RW1bのピークの強度値の予測値を求め、この次の予測距離におけるピークの強度値から所定の値を差し引いた値を、次の検知における閾値TH12としている。 Specifically, the detection condition control unit 104 may dynamically change the threshold based on the transition of the peak value of the reflected wave RW1. In FIG. 26, the predicted value of the intensity value of the peak of the reflected wave RW1b at the next predicted distance is obtained based on the intensity value of the peak of the reflected wave RW1a, and a predetermined value is obtained from the intensity value of the peak at the next predicted distance. The subtracted value is used as the threshold TH12 in the next detection.
反射波RW1bを受信した時点で次の予測距離を算出し、次の予測距離における反射波RW1cのピークの強度値の予測値を求めて、次の検知における閾値TH13を求める、という様に、閾値の設定を動的に繰り返す。なお、検出条件制御部104は、反射波RW1bのピーク値の推移を空気減衰率に基づいて予測するようにしてもよい。 When the reflected wave RW1b is received, the next predicted distance is calculated, the predicted intensity value of the peak of the reflected wave RW1c at the next predicted distance is obtained, and the threshold value TH13 for the next detection is obtained. dynamically repeats the settings of Note that the detection condition control section 104 may predict the transition of the peak value of the reflected wave RW1b based on the air attenuation factor.
ここで、図27に空気減衰曲線の例を示す。図27は、温度毎の空気減衰曲線の例を示す図である。図27のグラフの縦軸が受信信号の強度であり、横軸が距離である。いずれの温度でも距離が離れるにつれて受信信号の強度が下がることを示している。また、図27は、受信信号の強度が温度の影響を受ける事を示し、温度が低い方が受信信号の強度の下降度合いが少ないことを示している。 Here, FIG. 27 shows an example of an air attenuation curve. FIG. 27 is a diagram showing an example of an air attenuation curve for each temperature. The vertical axis of the graph in FIG. 27 is the strength of the received signal, and the horizontal axis is the distance. It shows that the intensity of the received signal decreases as the distance increases at any temperature. FIG. 27 also shows that the strength of the received signal is affected by temperature, and that the lower the temperature, the less the strength of the received signal decreases.
続いて、図28に、閾値の形態の例を示す。例えば、図28(a)に示すように、閾値TH11~TH14が、曲線状であるようにしてもよいし、図28(b)に示すように、閾値TH21~TH24が、折線状であるようにしてもよい。また、図28(c)に示すように、閾値TH31~TH34が、階段状であるようにしてもよい。 Next, FIG. 28 shows an example of the form of the threshold. For example, as shown in FIG. 28(a), the thresholds TH11 to TH14 may be curved, or as shown in FIG. 28(b), the thresholds TH21 to TH24 may be polygonal. can be Also, as shown in FIG. 28(c), the thresholds TH31 to TH34 may be stepped.
上述のように、閾値THは反射波を受信する毎に動的に更新しても良いが、折衷的な方法として、反射波RW1aの受信強度と空気減衰曲線に基づいて、距離ごとの受信強度の予測値を予測受信強度曲線として求め、予測受信強度曲線を基に図28(a)に示すような曲線状の閾値を設定してもよい。設定した閾値は、反射波RW1bや反射波RW1cを受信する毎に更新しても良いし、反射波が予測に沿って変化している事を条件として、閾値を維持しても良い。 As described above, the threshold TH may be dynamically updated each time a reflected wave is received. may be obtained as a predicted received signal strength curve, and a curved threshold as shown in FIG. 28(a) may be set based on the predicted received signal strength curve. The set threshold may be updated each time the reflected wave RW1b or the reflected wave RW1c is received, or may be maintained on the condition that the reflected wave changes as predicted.
また、検出条件制御部104は、さらに、閾値が残響曲線RBCより上になるように、閾値を設定してもよい。つまり、図28に示す閾値を設定する際に、残響曲線RBCより上になる事を条件として加えても良い。例えば、予測受信強度曲線に従って設定した閾値が、一部の区間で残響曲線RBCより下になる場合は、その区間の閾値を残響曲線RBCより上になる様に補正しても良い。 Moreover, the detection condition control unit 104 may further set the threshold such that the threshold is above the reverberation curve RBC. That is, when setting the threshold values shown in FIG. 28, it may be added as a condition to be above the reverberation curve RBC. For example, if the threshold set according to the predicted reception strength curve is below the reverberation curve RBC in some section, the threshold in that section may be corrected to be above the reverberation curve RBC.
続いて、図29を用いて、第3の実施形態にかかる測距装置100が距離を測定する処理手順を説明する。
Next, a processing procedure for distance measurement by the
まず、ソナー10が、超音波を送信する(ステップS11)。特徴量検出部101は、受信波形RWを取得する(ステップS12)。特徴量検出部101は、当該反射波の信号強度が閾値以上(ステップS13:Yes)である場合、当該反射波RW1の特徴量を検出し、測定距離算出部102は、当該反射波RW1の位置に基づいて距離を算出する(ステップS14)。
First, the
ECU20は、算出した距離が警報範囲内であると判断した場合(ステップS15:Yes)、報知部30に警報に基づく表示・音声出力させる(ステップS16)。また、ECU20は、算出した距離が衝突判断範囲内であると判断した場合(ステップS17:Yes)、駆動制御部40にブレーキ作動させる(ステップS18)。
When the
また、上記距離が、残響の影響範囲に属する場合(ステップS19:Yes)、検出条件制御部104は、反射波RW1のピーク値を取得する(ステップS20)。続いて、検出条件制御部104は、次回の受信における反射波RW1のピーク値を推定する(ステップS21)。 If the distance belongs to the reverberation influence range (step S19: Yes), the detection condition control unit 104 acquires the peak value of the reflected wave RW1 (step S20). Subsequently, the detection condition control unit 104 estimates the peak value of the reflected wave RW1 in the next reception (step S21).
例えば、検出条件制御部104は、過去の反射波RW1のピーク値の増加度合いに基づいて次回の受信における反射波RW1のピーク値を推定してもよい。つまり、検出条件制御部104は、距離と反射波RW1の信号強度とを対応付けた情報を予め記憶しておき、当該情報に基づいて次回の受信における反射波RW1のピーク値を推定してもよい(ステップS21)。または、検出条件制御部104は、当該反射波RW1のピーク値と、空気減衰曲線と温度情報とから、予測距離における当該反射波RW1のピーク値を推定しても良い。 For example, the detection condition control section 104 may estimate the peak value of the reflected wave RW1 in the next reception based on the degree of increase in the peak value of the past reflected wave RW1. That is, the detection condition control unit 104 stores in advance information that associates the distance and the signal strength of the reflected wave RW1, and estimates the peak value of the reflected wave RW1 in the next reception based on the information. Good (step S21). Alternatively, the detection condition control section 104 may estimate the peak value of the reflected wave RW1 at the predicted distance from the peak value of the reflected wave RW1, the air attenuation curve, and the temperature information.
検出条件制御部104は、推定した反射波RW1のピーク値に基づいて閾値を更新する(ステップS22)。このような閾値制御を車両の走行中は繰り返すので、車両1が停止していない場合(ステップS23:No)、ステップS11へ進む。この場合、ステップS13において、特徴量検出部101は、新たな閾値を用いて特徴量を検出することになる。
The detection condition control unit 104 updates the threshold based on the estimated peak value of the reflected wave RW1 (step S22). Since such threshold control is repeated while the vehicle is running, if the
上述のように、測距装置100は、反射波が残響期間中に到達する場合に、特徴量の推移に基づいて、特徴量の検出の閾値を動的に変更するので、残響の影響を受ける位置に障害物OBが位置する場合でも、障害物OBまでの距離を算出することができる。
As described above, when the reflected wave arrives during the reverberation period, the
本実施形態の測距装置100で実行されるプログラムは、ROM等にあらかじめ組み込まれて提供される。
A program to be executed by the
本実施形態の測距装置100で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。
A program executed by the
さらに、本実施形態の測距装置100で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の測距装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
Furthermore, the program executed by the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 車両
10 ソナー
20 ECU
30 報知部
40 駆動制御部
100 測距装置
101 特徴量検出部
102 測定距離算出部
103 予測距離算出部
104 検出条件制御部
105 出力制御部
201 取得部
202 判断部
203 推定部
1
30
Claims (4)
車両に搭載される超音波センサが送信される送信波のうち、前記車両の周辺に存在する障害物で反射して戻ってくる音波を示す反射波を取得する取得部と、
前記超音波センサにより送信された前記送信波の残響の経時的変化を示す残響情報と、前記障害物により反射された前記反射波の経時的変化を示す反射波情報と、の交わる点を示す交点が、前記超音波センサにより検出できる受信強度の検出閾値を示す第1の閾値を下回る場合、
前記取得部により取得された前記反射波の振幅の最大値と、前記反射波情報のうち、前記第1の閾値を初めて超えた前記反射波の振幅の値と、を規定する直線に基づいて、前記反射波の立ち上がり位置を推定する推定部と、
を備える測距装置。 A ranging device that can be mounted on a vehicle,
an acquisition unit that acquires, from among transmitted waves transmitted by an ultrasonic sensor mounted on a vehicle, a reflected wave that indicates a sound wave that returns after being reflected by an obstacle existing in the vicinity of the vehicle;
A point of intersection indicating a point where reverberation information indicating temporal changes in reverberation of the transmitted waves transmitted by the ultrasonic sensor and reflected wave information indicating temporal changes in the reflected waves reflected by the obstacle intersect. is below a first threshold indicating the detection threshold of the reception intensity that can be detected by the ultrasonic sensor,
Based on a straight line that defines the maximum value of the amplitude of the reflected wave acquired by the acquisition unit and the value of the amplitude of the reflected wave that first exceeds the first threshold among the reflected wave information, an estimating unit that estimates a rising position of the reflected wave;
A rangefinder with a
前記交点が、前記第1の閾値以上である場合、
前記最大値と、前記交点と、を規定する直線に基づいて、前記立ち上がり位置を推定する、
請求項1に記載の測距装置。 The estimation unit
If the intersection is greater than or equal to the first threshold,
estimating the rising position based on a straight line defining the maximum value and the intersection;
The distance measuring device according to claim 1.
前記最大値が、前記反射波により反射される反射強度の閾値を示す第2の閾値未満である場合、または、
前記取得部により取得された前記反射波が、前記残響情報が示す残響期間の間に存在しない場合、
前記最大値と、前記超音波センサが送信した送信波のパルスの持続時間を示す送波パルス長に基づいて、前記立ち上がり位置を推定する、
請求項1または2に記載の測距装置。 The estimation unit
when the maximum value is less than a second threshold indicating the threshold of the reflection intensity reflected by the reflected wave; or
When the reflected wave acquired by the acquisition unit does not exist during the reverberation period indicated by the reverberation information,
estimating the rising position based on the maximum value and a transmitted wave pulse length indicating the duration of the pulse of the transmitted wave transmitted by the ultrasonic sensor;
3. The distance measuring device according to claim 1 or 2.
前記送受信部が受信した受信信号を検波して前記受信信号の強度の時間変化を示す受信波形を得る検波部と、
前記受信波形に基づいて、前記反射波の特徴量を検出する特徴量検出部と、
前記特徴量に基づいて、前記測距装置から物体までの距離を測定距離として算出する測定距離算出部と、
前記測定距離に基づいて次回の測定における測定距離を予測した予測距離を算出する予測距離算出部と、
前記特徴量の検出に関わる検出条件を制御する検出条件制御部と、
前記測定距離または前記予測距離の一方を出力値として出力する出力制御部と、
を備え、
前記検出条件制御部は、前記予測距離に基づいて、前記送受信部に前記送信波の残響が残存している残響期間中に前記反射波が到達する場合には、前記検出条件を調整し、
前記出力制御部は、前記予測距離を出力値として出力すべき予測距離出力条件が成立する場合に、前記測定距離に代えて前記予測距離を出力値として出力する、
請求項1から3の何れか1項に記載の測距装置。 a transmitting/receiving unit that transmits a transmission wave that is an ultrasonic wave and receives a reflected wave generated by the transmission wave;
a detection unit for detecting a received signal received by the transmitting/receiving unit and obtaining a received waveform indicating a temporal change in strength of the received signal;
a feature amount detection unit that detects a feature amount of the reflected wave based on the received waveform;
a measured distance calculation unit that calculates a distance from the distance measuring device to an object as a measured distance based on the feature quantity;
A predicted distance calculation unit that calculates a predicted distance obtained by predicting the measured distance in the next measurement based on the measured distance;
a detection condition control unit that controls detection conditions related to detection of the feature quantity;
an output control unit that outputs one of the measured distance and the predicted distance as an output value;
with
The detection condition control unit adjusts the detection condition based on the predicted distance when the reflected wave reaches the transmission/reception unit during a reverberation period in which reverberation of the transmission wave remains,
The output control unit outputs the predicted distance as an output value instead of the measured distance when a predicted distance output condition for outputting the predicted distance as an output value is satisfied.
The distance measuring device according to any one of claims 1 to 3.
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