JP7272260B2 - 物体検知装置、物体検知方法、および物体検知プログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動体の周囲の物体を検知する、物体検知装置および物体検知方法に関する。また、本発明は、かかる物体検知装置にて実行される物体検知プログラムに関する。

特許文献１は、超音波ソナーの一例を開示する。超音波ソナーは、超音波振動子から超音波を送信するとともに、障害物により反射した超音波を当該超音波振動子にて受信して障害物検出を行う。特許文献１に記載の超音波ソナーは、超音波送信停止後の残響時間と周波数解析の結果とに基づいて、異常を検出する。

特許第４２６７１６１号公報

残響信号の解析すなわち残響周波数の計測は、泥等の異物付着を含む異常の検出、送信周波数の補正、等に用いられ得る。このため、残響信号の解析を可能な限り精度良く行うことが求められている。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、例えば、残響信号の解析を可及的に精度良く行うことが可能な、装置構成、方法、およびプログラムを提供する。

物体検知装置（１）は、移動体（Ｖ）に搭載されることで、当該移動体の周囲の物体（Ｂ）を検知するように構成されている。
請求項１に記載の物体検知装置は、
超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに前記送信波の前記物体による反射波を含む受信波を受信する送受信器（２）にて発生する残響信号の周波数である残響周波数を計測する、残響計測部（５９１）と、
前記残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出する、特定区間検出部（５７）と、
前記特定区間の検出結果に基づいて、前記非発生区間に、前記残響計測部により前記残響周波数を計測する計測区間を設定する、計測区間設定部（５８）と、
を備えている。
請求項１４に記載の物体検知方法は、
移動体（Ｖ）の周囲の物体（Ｂ）を検知する物体検知方法であって、以下の処理あるいは手順を含む：
超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに前記送信波の前記物体による反射波を含む受信波を受信する送受信器（２）にて発生する残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出し、
前記特定区間の検出結果に基づいて、前記非発生区間に、前記残響信号の周波数である残響周波数を計測する計測区間を設定し、
設定した前記計測区間にて、前記残響周波数を計測する。
請求項１５に記載の物体検知プログラムは、
移動体（Ｖ）に搭載されることで当該移動体の周囲の物体（Ｂ）を検知するように構成された物体検知装置（１）にて実行されるプログラムであって、
前記物体検知装置により実行される処理は、
超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに前記送信波の前記物体による反射波を含む受信波を受信する送受信器（２）にて発生する残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出する処理と、
前記特定区間の検出結果に基づいて、前記非発生区間に、前記残響信号の周波数である残響周波数を計測する計測区間を設定する処理と、
設定した前記計測区間にて、前記残響周波数を計測する処理と、
を含む。

なお、出願書類の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付される場合がある。しかしながら、かかる参照符号は、同要素と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の単なる一例を示すものにすぎない。よって、本発明は、上記の参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。

実施形態に係る物体検知装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示された送受信器の一部における等価回路構成を示す概略的な回路図である。 図１に示された物体検知装置の一動作例を示すタイムチャートである。 図２に示された回路図においてスイッチＳＷがオンされた場合の周波数特性を示すグラフである。 図２に示された回路図においてスイッチＳＷがオフされた場合の周波数特性を示すグラフである。 図１に示された物体検知装置による残響周波数計測動作の一例の概要を示すタイムチャートである。 図５Ａの一部を拡大して示すタイムチャートである。 図１に示された物体検知装置の一動作例を示すフローチャートである。 図６に示された周波数シフト算出処理の一例を示すフローチャートである。 図６に示されたメイン駆動周波数補正処理の一例を示すフローチャートである。 図１に示された物体検知装置による残響周波数計測動作の他の一例の概要を示すタイムチャートである。 図１に示された物体検知装置による残響周波数計測動作のさらに他の一例の概要を示すタイムチャートである。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例は、実施形態の説明の後にまとめて記載する。

（構成）
図１を参照すると、物体検知装置１は、移動体としての車両Ｖに搭載されることで、当該車両Ｖの周囲すなわち外部の物体Ｂを検知するように構成されている。物体検知装置１が車両Ｖに搭載された状態を、以下「車載状態」と称する。また、本実施形態に係る物体検知装置１を搭載する車両Ｖを、以下「自車両」と称する。

物体検知装置１は、いわゆる超音波センサとしての構成を有している。具体的には、物体検知装置１は、超音波の送受信により、周囲の物体Ｂを検知するとともに当該物体Ｂに対応する測距情報を取得するように構成されている。物体検知装置１は、車載ネットワーク回線を介して、外部装置、例えば、自車両における物体検知動作およびこれに伴う報知等の各種動作を制御する不図示の障害物検知ＥＣＵと情報通信可能に接続されている。ＥＣＵはElectronic Control Unitの略である。

物体検知装置１は、送受信器２と、駆動信号生成部３と、受信信号処理部４と、制御部５とを備えている。物体検知装置１は、送受信器２、駆動信号生成部３、受信信号処理部４、および制御部５を、一個のセンサ筐体により収容しつつ支持した構成を有している。

送受信器２は、超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに、送信波の物体Ｂによる反射波を受信するように構成されている。本実施形態においては、物体検知装置１は、送受信一体型の構成を有している。すなわち、物体検知装置１は、一個の送受信器２を備えることで、当該送受信器２にて送受信機能を奏するように構成されている。

送受信器２は、トランスデューサ２１と送受信回路２２とを有している。電気－機械変換機能を有するトランスデューサ２１は、略円筒形状のマイクロフォン筐体に電気－機械エネルギー変換素子を内蔵した、超音波マイクロフォンとして構成されている。トランスデューサ２１は、入力された電気信号に応じた超音波の送信波を出力し、逆に入力された超音波の受信波に応じた電気信号を出力するようになっている。本実施形態においては、トランスデューサ２１は、電気－機械エネルギー変換素子として、圧電素子を備えている。車載状態にて、トランスデューサ２１は、自車両の外表面に面する位置に配置されることで、送信波を自車両の外部に送信可能および反射波を自車両の外部から受信可能に設けられている。

具体的には、トランスデューサ２１は、車載状態にて、自車両における外板部材Ｖ１に形成された貫通孔である装着孔Ｖ２から送受信面２３が自車両の外部空間に露出するように、外板部材Ｖ１に装着されている。外板部材Ｖ１は、例えば、バンパーまたはボディパネルであって、合成樹脂または金属製の板材によって形成されている。送受信面２３は、トランスデューサ２１における上記のマイクロフォン筐体の外表面であって、送信波の送信面および受信波の受信面として機能するように設けられている。なお、トランスデューサ２１の機能および構成は、本願の出願時点において、すでに公知あるいは周知となっている。したがって、トランスデューサ２１の機能および構成についての、これ以上の詳細は、本明細書においては説明を省略する。

送受信器２は、トランスデューサ２１と送受信回路２２とを、それぞれ一個ずつ備えている。トランスデューサ２１は、送受信回路２２と電気接続されている。送受信回路２２は、デジタル／アナログ変換回路、増幅回路、アナログ／デジタル変換回路、等を有している。

送受信回路２２は、入力された駆動信号に基づいてトランスデューサ２１を駆動することで、トランスデューサ２１にて駆動信号の周波数に対応する周波数の送信波を発信させるように構成されている。駆動信号は、送受信器２を駆動してトランスデューサ２１から送信波を送信させるための信号であって、例えば超音波帯域内の周波数を有するパルス状信号である。駆動信号の周波数を、以下「駆動周波数」と称する。

また、送受信回路２２は、素子出力信号に対してアナログ／デジタル変換処理等を施すことで、受信信号を生成して受信信号処理部４に出力するように構成されている。素子出力信号は、受信波の受信等により送受信面２３が励振された際に、送受信面２３の振動によりトランスデューサ２１にて発生および出力する交流電圧信号である。「受信信号」には、受信波の受信だけではなく、駆動信号遮断後に送受信器２にて発生する残響により発生するものも含まれる。残響により発生する受信信号を、以下「残響信号」と称する。なお、送受信回路２２の機能および構成は、本願の出願時点において、すでに公知あるいは周知となっている。したがって、送受信回路２２の機能および構成についての、これ以上の詳細は、本明細書においては説明を省略する。

駆動信号生成部３は、制御部５から受信した制御信号に基づいて、駆動信号を生成して送受信器２すなわち送受信回路２２に向けて出力するように設けられている。制御信号は、駆動信号生成部３から送受信器２への駆動信号の出力を制御するための信号である。

駆動信号生成部３は、波形パターンに応じて符号化される送信波における、当該波形パターンに対応する駆動信号を、生成および出力するように設けられている。具体的には、駆動信号生成部３は、送信波がチャープ波となるようなチャープ駆動信号と、送信波がＣＷ波となるようなＣＷ駆動信号とを選択的に生成および出力するように構成されている。チャープ波は、時間経過とともに周波数が上昇または低下する波である。ＣＷ波は、周波数が一定の波である。ＣＷはcontinuous waveformの略である。ＣＷ波はＣＦ波とも称される。ＣＦはcontinuous frequencyの略である。チャープ波はＦＭ波の一種である。ＦＭはfrequency modulationの略である。

受信信号処理部４は、受信信号に対して各種の信号処理を施すことで、振幅信号と周波数信号とを生成するように構成されている。振幅信号は、受信信号の振幅に対応する信号である。周波数信号は、受信信号の周波数に対応する信号である。すなわち、周波数信号は、受信信号における、符号化に関連する波形パターンに対応する信号である。具体的には、受信信号処理部４は、フィルタ処理部４１と、振幅信号生成部４２と、周波数信号生成部４３とを備えている。

フィルタ処理部４１は、受信信号からノイズを除去するためのフィルタ処理を実行するように設けられている。振幅信号生成部４２は、フィルタ処理部４１によるフィルタ処理後の受信信号に基づいて、振幅信号を生成および出力するように設けられている。周波数信号生成部４３は、フィルタ処理部４１によるフィルタ処理後の受信信号に基づいて、周波数信号を生成および出力するように設けられている。

なお、フィルタ処理部４１、振幅信号生成部４２、および周波数信号生成部４３の機能および構成は、本願の出願時点において、すでに公知あるいは周知となっている。したがって、フィルタ処理部４１、振幅信号生成部４２、および周波数信号生成部４３の機能および構成についての、これ以上の詳細は、本明細書においては説明を省略する。

制御部５は、物体検知装置１の全体の動作を制御するように設けられている。具体的には、本実施形態においては、制御部５は、周知のマイクロコンピュータであって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、不揮発性リライタブルメモリ、ＲＡＭ、入出力インタフェース、等を備えている。ＣＰＵはCentral Processing Unitの略である。ＲＯＭはRead Only Memoryの略である。不揮発性リライタブルメモリは、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気記録媒体、等である。ＥＰＲＯＭはErasable Programmable Read Only Memoryの略である。ＥＥＰＲＯＭはElectrically Erasable Programmable Read Only Memoryの略である。ＲＡＭはRandom access memoryの略である。ＲＯＭ、不揮発性リライタブルメモリ、およびＲＡＭは、非遷移的実体的記憶媒体である。ＲＯＭおよび／または不揮発性リライタブルメモリは、本実施形態に係る物体検知プログラムを記憶する記憶媒体に相当するものである。

制御部５は、ＲＯＭまたは不揮発性リライタブルメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することで、各種処理を実行するように構成されている。具体的には、制御部５は、送受信器２における送信波の送信を制御するとともに、送受信器２にて受信された受信波に基づいて物体Ｂを検知するように構成されている。すなわち、制御部５は、超音波センサに内蔵されたＥＣＵとしての構成を有している。

制御部５は、マイクロコンピュータ上にて実現される機能構成として、以下の機能要素を有している。すなわち、制御部５は、送信制御部５１と、回路特性設定部５２と、フィルタ特性設定部５３と、振幅信号取得部５４と、周波数信号取得部５５と、ディレイ補正部５６と、特定区間検出部５７と、計測区間設定部５８と、受信判定部５９とを有している。

送信制御部５１は、駆動信号生成部３に制御信号を出力することで、送受信器２からの送信波の発信状態を制御するように設けられている。具体的には、送信制御部５１は、駆動信号生成部３にて生成および出力される駆動信号における、駆動周波数、波形パターン、および出力タイミング等を、制御信号により設定するようになっている。また、送信制御部５１は、駆動電流および駆動電圧を、制御信号により設定するようになっている。駆動電流および駆動電圧は、トランスデューサ２１に印加される電流および電圧である。

送受信器２における送信特性および／または受信特性を設定する特性設定部としての送信制御部５１は、送信波の送信特性を制御あるいは設定するように設けられている。すなわち、送信制御部５１は、パルス数、駆動電流、駆動電圧、デューティ比、等の送信出力特性を用いて、送信波の音圧を制御するように構成されている。本実施形態においては、送信制御部５１は、メイン駆動とプレ駆動とで、異なる送信出力特性（例えばパルス数）を設定するようになっている。メイン駆動とは、物体Ｂの検知のための測距情報の取得であるメイン計測の際の、送受信器２への駆動信号の印加すなわち出力である。プレ駆動とは、メイン計測に先立つ残響周波数計測であるプレ計測の際の、送受信器２への駆動信号の印加すなわち出力である。残響周波数は、残響信号の周波数である。以下、明細書における記載の冗長化を避けるため、本明細書において、「送受信特性」を、送信特性および／または受信特性という意味で使用する。

送信制御部５１は、プレ駆動の際に、メイン駆動の際よりも、送信特性を低下させるように構成されている。具体的には、送信制御部５１は、プレ駆動の際に、メイン駆動の際よりも、低いパルス数を用いることで送信波の音圧を低下させるようになっている。また、送信制御部５１は、メイン駆動の際に送信波をチャープ波として周波数変調させる一方、プレ計測の際には送信波をＣＷ波として周波数変調させないように、送受信器２における送信波の送信を制御するようになっている。

送信制御部５１は、プレ計測による、送受信器２の残響周波数の計測結果に基づいて、駆動周波数を補正するように設けられている。このとき、送信制御部５１は、残響周波数の計測結果に基づいて決定される、駆動周波数の補正値を、規定範囲内とするようになっている。

送受信器２における送受信特性を設定する特性設定部としての回路特性設定部５２は、送受信器２における回路特性を設定するように設けられている。本実施形態においては、回路特性設定部５２は、プレ駆動による残響周波数計測であるプレ計測の際と、メイン駆動による物体Ｂの検知であるメイン計測の際とで、異なる回路特性に設定するように構成されている。具体的には、回路特性設定部５２は、プレ計測の際とメイン計測の際とで、送受信回路２２にてトランスデューサ２１と並列接続される抵抗の並列接続状態を異なる状態に設定するようになっている。また、回路特性設定部５２は、プレ駆動の際に、メイン駆動の際よりも、受信特性を低下させるように構成されている。

図２は、送受信回路２２における、トランスデューサ２１との接続部分である二次側の部分を、トランスデューサ２１の等価回路とともに示す。図２において、インダクタンスＬＴおよび抵抗ＲＴは、送受信回路２２に設けられたトランスにおける二次側巻線に対応するものである。かかるトランスにおける一次側巻線を含む、送受信回路２２における一次側の部分については、図示および説明を省略する。

容量Ｃ１、インダクタンスＬ１、および抵抗Ｒ１は、トランスデューサ２１における機械振動を、等価回路として示したものである。容量Ｃ１と、インダクタンスＬ１と、抵抗Ｒ１との直列接続によって、直列共振回路ＲＣｓが構成されている。容量Ｃ２は、圧電素子の電極間距離、電極面積、圧電体誘電率、等によって規定される、圧電素子における容量成分であって、等価回路において直列共振回路ＲＣｓと並列接続されている。

送受信回路２２に設けられたトランスにおける二次側巻線と、トランスデューサ２１における容量Ｃ２と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ２とによって、並列共振回路ＲＣｐが構成されている。コンデンサＣ３は、送受信器２における温度特性の調整、および、並列共振回路ＲＣｐにおける共振周波数の調整のために、トランスデューサ２１と並列接続されている。抵抗Ｒ２は、残響時間および増幅率を調整するために、トランスデューサ２１およびコンデンサＣ３と並列接続されている。

また、並列共振回路ＲＣｐには、抵抗Ｒ３およびスイッチＳＷが設けられている。抵抗Ｒ３は、増幅率を低下させるアッテネータとして機能するとともに、Ｑ値を下げることで残響周波数特性の適合を図るように設けられている。抵抗Ｒ３は、スイッチＳＷを介して、トランスデューサ２１、抵抗Ｒ２、およびコンデンサＣ３と並列接続されている。スイッチＳＷは、いわゆる半導体スイッチであって、制御部５すなわち回路特性設定部５２によってオンオフされるように設けられている。回路特性設定部５２は、プレ計測の際にスイッチＳＷをオンする一方で、プレ駆動、メイン駆動、およびメイン計測の際にスイッチＳＷをオフするようになっている。

再び図１を参照すると、フィルタ特性設定部５３は、フィルタ処理部４１におけるフィルタリング周波数条件を設定するように設けられている。すなわち、フィルタ特性設定部５３は、送受信面２３における異物付着等によって生じる送信周波数変化に応じて、フィルタ処理部４１を通過する信号の周波数帯域を調整するようになっている。「送信周波数」は、送信波の周波数である。具体的には、フィルタ特性設定部５３は、残響周波数の計測結果に基づいて、かかる周波数帯域を調整するようになっている。

振幅信号取得部５４は、振幅信号生成部４２から振幅信号を取得するように設けられている。周波数信号取得部５５は、周波数信号生成部４３から周波数信号を取得するように設けられている。ディレイ補正部５６は、振幅信号と周波数信号との間に生じるディレイ時間を補正するように設けられている。

特定区間検出部５７は、特定区間を検出するように設けられている。特定区間は、発生区間または非発生区間である。発生区間は、残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる時間区間である。残響信号における唸りとは、複数の残響周波数成分の偏移により発生する過渡現象であって、比較的大きな周波数変化、および／または、比較的大きな振幅割れを伴うものである。かかる発生区間にて残響周波数を計測すると、計測精度が大きく低下する。これに対し、非発生区間は、かかる唸りの発生がほとんど認められない時間区間である。かかる非発生区間にて残響周波数を計測すると、計測精度が良好となる。

そこで、本実施形態においては、特定区間検出部５７は、残響信号の振幅に対応する振幅信号に波形割れが発生している残響割れ区間を、発生区間すなわち特定区間として検出するようになっている。具体的には、特定区間検出部５７は、振幅信号が収束するように低下する裾野部よりも前の時間区間における、振幅信号が残響割れ判定閾値未満である部分を、発生区間として検出するようになっている。また、特定区間検出部５７は、ディレイ補正部５６による補正結果に基づいて、特定区間を検出するようになっている。

また、計測区間設定部５８は、特定区間検出部５７による特定区間の検出結果に基づいて、非発生区間に計測区間を設定するように設けられている。本実施形態においては、計測区間は、プレ計測にて残響周波数を計測すなわち算出する時間区間である。具体的には、計測区間設定部５８は、プレ計測を実行する時間区間から発生区間を除外することで、非発生区間を特定するようになっている。そして、計測区間設定部５８は、特定した非発生区間に、計測区間を設定するようになっている。より詳細には、計測区間設定部５８は、特定した非発生区間を、計測区間として設定するようになっている。

受信判定部５９は、振幅信号取得部５４にて取得した振幅信号と、周波数信号取得部５５にて取得した周波数信号とに基づいて、受信信号に関する判定、診断、検知等の各種動作を実行するように設けられている。具体的には、受信判定部５９は、残響計測部５９１と、診断部５９２と、符号判定部５９３と、物体検知部５９４とを有している。

残響計測部５９１は、計測区間設定部５８により設定された計測区間にて、残響周波数を計測すなわち算出するように設けられている。受信判定部５９は、残響計測部５９１による残響周波数の計測結果を、送信制御部５１に受け渡すようになっている。また、受信判定部５９は、残響計測部５９１による残響周波数の計測結果を、フィルタ特性設定部５３にて実行されるフィルタリング周波数帯域調整に供するために、フィルタ特性設定部５３に受け渡すようになっている。

診断部５９２は、残響信号における振幅信号および周波数信号に基づいて、送受信器２における異常発生の有無を判定するように設けられている。具体的には、診断部５９２は、残響計測部５９１による残響周波数の計測結果に基づいて、断線、凍結、異物付着、等の発生を判定するようになっている。具体的には、診断部５９２は、残響周波数の計測結果が事前に計測等により設定した正常範囲外の場合に、送受信器２の異常が発生したと判定するようになっている。そして、診断部５９２は、正常範囲からの外れ量に応じて、異物付着状態、凍結状態、断線状態のどれかの異常状態に分類し、分類結果を出力するようになっている。なお、このような、残響信号の解析結果に基づく異常判定については、例えば、本願の出願時点においてすでに公知あるいは周知となっているものが利用可能である。したがって、異常判定の詳細については、本明細書においては説明を省略する。

符号判定部５９３は、受信波における周波数変調態様に対応する符号を判定するように設けられている。具体的には、符号判定部５９３は、周波数信号取得部５５にて取得した周波数信号と、あらかじめ格納された所定の参照信号とに基づいて、受信波が正規波であるか否かを判定するようになっている。「正規波」は、送受信器２が自身の送信した送信波の反射波を受信した場合の受信波である。これに対し、他装置からの送信波に起因する受信波を、以下「非正規波」と称する。「他装置」には、自車両に搭載された他の送受信器２も含まれる。具体的には、符号判定部５９３は、周波数信号の波形と参照信号の波形とのパターンマッチングを実行することで、受信波が正規波であるか否かを判定するようになっている。

物体検知部５９４は、受信波すなわち受信信号に基づいて、物体Ｂを検知するように設けられている。すなわち、物体検知部５９４は、符号判定部５９３による符号判定結果に基づいて、物体Ｂを検知するように構成されている。具体的には、物体検知部５９４は、受信波が正規波である場合に、振幅信号取得部５４により取得された振幅信号等に基づいて、物体Ｂの存在およびトランスデューサ２１と物体Ｂとの距離を検知するようになっている。

（動作概要）
本実施形態に係る物体検知装置１、ならびに、これにより実行される物体検知方法および物体検知プログラムを、以下単に「本実施形態」と称する。以下、本実施形態による動作の概要について、本実施形態により奏される効果とともに、各図面を参照しつつ説明する。

所定の物体検知条件が成立すると、物体検知装置１は、物体検知動作を開始する。物体検知条件は、例えば、自車両の走行速度が所定範囲内であること、自車両のシフトポジションが後退を含む走行ポジションであること、等を含む。物体検知条件が不成立となると、物体検知装置１は、物体検知動作を終了する。

物体検知動作中、送信制御部５１は、所定周期で送信処理開始タイミングの到来を判定する。所定周期は、例えば、数百ミリ秒周期である。送信処理開始タイミングの到来判定は、制御部５に設けられたタイマ等の計時手段を用いて実行される。送信処理開始タイミングが到来すると、送信制御部５１は、制御信号を駆動信号生成部３に向けて出力する。これにより、送信処理が実行される。

具体的には、駆動信号生成部３は、制御信号が入力されると、駆動信号を生成して送受信器２すなわち送受信回路２２に向けて出力する。駆動信号は、送信処理開始タイミングから送信処理終了タイミングまで出力される。

送受信回路２２は、入力された駆動信号に基づいて、トランスデューサ２１を駆動する。すると、トランスデューサ２１は、駆動信号の周波数に対応する周波数の超音波である送信波を、自車両の外部に向けて送信する。このようにして、物体検知装置１は、物体検知動作中、送信波を所定周期で繰り返し送信する。このため、上記の所定周期は「送信周期」とも称される。

送信処理終了タイミングが到来すると、送受信器２は、交流電圧信号である受信信号を出力する。送信処理終了タイミングの直後においては、送受信器２には、残響が発生している。このため、送受信器２は、残響信号を出力する。

物体検知動作中における所定の受信可能期間にて、送受信器２は、受信動作を実行する。受信可能期間は、送受信一体型である本実施形態の構成においては、今回の送信処理における送信処理終了タイミングとその次の回の送信処理における送信処理開始タイミングとの間の期間のうち、残響等の影響による不感帯を除いた期間である。送受信器２は、受信可能期間にて、受信波の振幅および周波数に応じた交流電圧信号である受信信号を出力する。

受信信号処理部４は、受信信号に対して各種の信号処理を施すことで、振幅信号と周波数信号とを生成する。具体的には、フィルタ処理部４１は、受信信号にフィルタ処理を実行することで、受信信号からノイズを除去する。振幅信号生成部４２は、フィルタ処理部４１によるフィルタ処理後の受信信号に基づいて、振幅信号を生成する。周波数信号生成部４３は、フィルタ処理部４１によるフィルタ処理後の受信信号に基づいて、周波数信号を生成する。受信信号処理部４は、生成した振幅信号および周波数信号を、制御部５に出力する。

制御部５において、振幅信号取得部５４は、振幅信号生成部４２から振幅信号を取得する。周波数信号取得部５５は、周波数信号生成部４３から周波数信号を取得する。受信判定部５９は、振幅信号取得部５４にて取得した振幅信号と、周波数信号取得部５５にて取得した周波数信号とに基づいて、受信信号に関する判定、診断、検知等の各種動作を実行する。

具体的には、残響計測部５９１は、残響周波数を計測する。診断部５９２は、残響計測部５９１による残響周波数の計測結果に基づいて、送受信器２における異常発生の有無を判定する。診断部５９２は、異常発生を判定した場合、判定した異常の態様に応じた処理を実行する。例えば、診断部５９２は、送受信面２３における異物の付着を判定した場合、付着判定信号を不図示の外部装置に送信する。これにより、超音波センサに泥、雪、等の異物が付着した旨の警報が、自車両の乗員に向けて発せられる。

符号判定部５９３は、物体Ｂの検知の際に、受信波における周波数変調態様に対応する符号を判定する。すなわち、符号判定部５９３は、周波数信号取得部５５にて取得した周波数信号と、あらかじめ格納された所定の参照信号とに基づいて、受信波が正規波であるか否かを判定する。物体検知部５９４は、受信波が正規波である場合に、振幅信号取得部５４により取得された振幅信号等に基づいて、物体Ｂの存在およびトランスデューサ２１と物体Ｂとの距離を検知する。

トランスデューサ２１における送受信面２３は、車載状態にて、自車両の外部空間に曝される。このため、送受信面２３には、泥、雪、等の異物が付着することがある。送受信面２３に異物が付着すると、送受信器２における共振周波数が変化する。それにもかかわらず、異物付着前の駆動周波数をそのまま適用すると、送信波の強度が不用意に低下するなど、送受信特性が低下する。また、送信波をチャープ符号化する場合、送信波における周波数の変調態様すなわち変化態様が、所定態様からずれる。すると、符号の認識率が低下する。

この点、異物付着による共振周波数変化に伴い、残響周波数も変化する。そこで、送信制御部５１は、送受信器２の残響周波数の計測結果に基づいて、駆動周波数を補正する。また、フィルタ特性設定部５３は、補正した駆動周波数に適合するように、フィルタ処理部４１を通過する信号の周波数帯域を調整する。これにより、超音波センサに泥、雪、等の異物が付着しやすい環境下であっても、良好な送受信特性および符号認識率が達成され得る。

なお、残響周波数の計測結果には、所定の誤差が生じ得る。特に、電気ノイズ等の瞬間的な事象により、比較的大きな誤差が生じ得る。このため、残響周波数の計測結果に基づく駆動周波数の補正において、不適切あるいは過剰な補正が行われる懸念がある。この点、送信制御部５１は、残響周波数の計測結果に基づいて決定される、駆動周波数の補正値を、ガード値によりガードすなわち制限する。すなわち、例えば、送信制御部５１は、駆動周波数の補正値あるいはその変化量を規定範囲内とする。具体的には、例えば、送信制御部５１は、補正値あるいはその変化量の絶対値を、規定値以下に制限し得る。これにより、不適切あるいは過剰な補正が、良好に抑制され得る。

周知の通り、物体Ｂが近距離範囲に存在する場合、反射波の受信タイミングが残響発生中に生じ得る。また、図２に示されているように、送受信器２においては、トランスデューサ２１に起因する直列共振回路ＲＣｓの他に、トランスデューサ２１と送受信回路２２との接続に起因する並列共振回路ＲＣｐが形成される。このため、残響周波数は、直列共振回路ＲＣｓによる直列共振周波数に加えて、並列共振回路ＲＣｐによる並列共振周波数の影響を受ける。異物付着により、直列共振回路ＲＣｓにおける回路定数が変化する一方、並列共振回路ＲＣｐにおける回路定数は変化しない。よって、並列共振周波数の影響が大きくなる送受信条件では、残響周波数の計測結果に基づく異常判定および駆動周波数補正の精度が、必ずしも良好ではなくなる懸念がある。

そこで、本実施形態は、物体Ｂの検知のためのメイン駆動およびメイン計測に先立って、送受信特性を低下させたプレ駆動およびプレ計測を実行する。具体的には、送受信器２における送受信特性を設定する特性設定部としての送信制御部５１および／または回路特性設定部５２は、残響計測部５９１による残響周波数の計測の際に、物体検知部５９４による物体Ｂの検知の際よりも送受信特性を低下させる。

図３は、プレ計測期間Ｔｐにて実行されるプレ駆動およびプレ計測、ならびに、その後のメイン計測期間Ｔｍにて実行されるメイン駆動およびメイン計測の概要を示す。図３において、縦軸Ｓは受信信号を示し、横軸Ｔは時刻を示す。また、Ｄｐはプレ駆動における駆動信号を示し、Ｄｍはメイン駆動における駆動信号を示す。ＳＺｐはプレ計測における残響信号を示し、ＳＲｐはプレ計測における反射波の受信信号を示す。ＳＺｍはメイン計測における残響信号を示し、ＳＲｍはメイン計測における反射波の受信信号を示す。Ｔｚは残響周波数計測のための計測区間である。

プレ駆動は、物体検知条件が成立した直後に最初に実行される、駆動信号の出力である。すなわち、物体検知装置１は、物体検知条件が成立すると、まずプレ駆動およびプレ計測を実行し、その後に、プレ計測の結果を用いてメイン駆動およびメイン計測を実行する。

送信制御部５１は、残響計測部５９１による残響周波数の計測であるプレ計測のためのプレ駆動の際に、物体検知部５９４による物体Ｂの検知のためのメイン駆動の際よりも、音圧を低下させる。すなわち、送信制御部５１は、プレ駆動を、メイン駆動よりも出力を絞った条件で実行する。具体的には、送信制御部５１は、プレ駆動におけるパルス数を、メイン駆動におけるパルス数よりも小さく設定する。

これにより、残響周波数の計測に際しての、並列共振回路ＲＣｐの影響が、可及的に低減され得る。すなわち、パルス数の低減により、唸りの発生が良好に抑制され得る。また、プレ駆動がメイン駆動およびメイン計測に与える影響が、可及的に抑制され得る。さらに、残響周波数の計測に際しての、近距離範囲に存在する物体Ｂによる反射波の影響が、可及的に低減され得る。したがって、残響周波数の計測と、計測された残響周波数に基づく異常判定および駆動周波数補正とが、高い精度で行われ得る。また、プレ計測期間Ｔｐを可及的に短縮することができる。

本実施形態においては、送信制御部５１は、物体検知部５９４による物体Ｂの検知の際に、送信波をチャープ波として周波数変調させる。これにより、正規波と非正規波との識別精度が向上する。特に、送信波を複数ビットで符号化することで、識別精度をよりいっそう向上することが可能となる。

一方、駆動周波数を周波数変調すると、残響周波数が駆動周波数の影響を受けることで、精度よく安定的な残響周波数計測が困難となる。そこで、送信制御部５１は、残響計測部５９１による残響周波数の計測の際に送信波を周波数変調させないように、送受信器２における送信波の送信を制御する。すなわち、プレ駆動における駆動信号は、単一周波数のＣＷ駆動信号とされる。かかる単一周波数としては、例えば、直列共振周波数の設計値が用いられ得る。これにより、精度よく安定的な残響周波数計測が可能となる。

回路特性設定部５２は、残響計測部５９１による残響周波数の計測であるプレ計測の際と、物体検知部５９４による物体Ｂの検知のためのメイン計測の際とで、送受信回路２２を異なる回路特性に設定する。具体的には、回路特性設定部５２は、プレ計測とメイン計測とで、送受信回路２２における並列共振回路ＲＣｐにて異なる抵抗の並列接続状態に設定する。より詳細には、回路特性設定部５２は、図２に示されたスイッチＳＷを、プレ計測にてオンする一方、メイン計測にてオフする。

図４Ａは、スイッチＳＷをオンした状態の、送受信器２における送受信感度の周波数特性を示す。図４Ｂは、スイッチＳＷをオフした状態の、送受信器２における送受信感度の周波数特性を示す。

図２に示されているように、送受信器２は、等価回路上、直列共振回路ＲＣｓと並列共振回路ＲＣｐとを有している。このため、直列共振周波数とほぼ等しい駆動周波数を前提とした場合、スイッチＳＷをオフした状態での送受信感度の周波数特性は、図４Ｂにおいて実線で示されているように、かかる駆動周波数を挟んだ２つのピークを有する態様となる。かかる２つのピークに対応する周波数は、直列共振と並列共振との合成あるいは相互作用によって生じるものであって、直列共振周波数とも並列共振周波数とも異なる。なお、スイッチＳＷをオフした状態にて並列共振回路ＲＣｐにおける抵抗値等の回路定数を最適化しても、図４Ｂにおいて破線で示されているように、２つのピークがほぼ水平につながった周波数特性となるに留まる。

一方、スイッチＳＷをオンすることで、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とが並列接続された状態が実現される。かかる状態は、抵抗Ｒ２の抵抗値を下げることと、ほぼ等価となる。かかる状態においては、図４Ａに示されているように、上記の２つのピークにおける周波数差が小さくなり、典型的にはピークが１つと同視できるような状態となる。この状態においては、残響における唸りが軽減される。また、送受信器２における、共振周波数と残響周波数との差が小さくなり、計測した残響周波数と共振周波数との対応付けの精度が向上する。したがって、残響周波数の計測と、計測された残響周波数に基づく異常判定および駆動周波数補正とが、高い精度で行われ得る。

図５Ａおよび図５Ｂは、残響信号の一例を示す。図５Ｂは、図５Ａにて破線の四角で囲まれた領域の拡大図である。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、横軸Ｔは時刻を示し、Ｓは残響信号波形を示す。図５Ａにおいて、Ｔｖは駆動信号の印加区間である送信区間を示し、ＳＡは残響信号に対応する振幅信号を示し、ｆは周波数信号を示す。ＴＨｒは、残響時間判定閾値である。送信区間Ｔｖ終了後に振幅信号が残響時間判定閾値ＴＨｒまで低下した基準時刻Ｔｒから所定時間遡った時刻を、残響が発生している時間区間である残響時間の始点として特定することができる。

上記のように、残響周波数は、直列共振回路ＲＣｓによる直列共振周波数に加えて、並列共振回路ＲＣｐによる並列共振周波数の影響を受ける。このように複数の残響周波数成分が発生することに起因して、残響信号に唸りが発生する。残響信号に発生した唸りは、図５Ａおよび図５Ｂにて破線の楕円により囲まれた部分にて示されているように、残響信号およびその振幅に対応する振幅信号にて、波形割れとして現れる。

図５Ａにおける時間区間Ｔｇ１およびＴｇ２のように、唸りあるいは波形割れを含む時間区間においては、送受信器２の周波数特性から大きく外れたピーク状の残響周波数が観測される。このため、このような時間区間にて残響周波数を計測すると、計測精度が大きく低下する。一方、時間区間Ｔｎ１およびＴｎ２のように、波形割れが発生していない時間区間においては、残響周波数の変化幅が小さくなる。このような時間区間においては、良好な残響周波数の計測精度が得られる。

そこで、特定区間検出部５７は、残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出する。そして、計測区間設定部５８は、特定区間の検出結果に基づいて、非発生区間に、残響計測部５９１により残響周波数を計測するための計測区間を設定する。

具体的には、本実施形態においては、特定区間検出部５７は、残響信号の振幅に対応する振幅信号に波形割れが発生している残響割れ区間を、発生区間として検出する。図５Ａの例においては、特定区間検出部５７は、残響における振幅信号が収束するように低下する裾野部よりも前の時間区間における、振幅信号が残響割れ判定閾値ＴＨｄ未満である部分を、発生区間として検出する。検出された特定区間である発生区間は、図５Ａの例においては、第一発生区間Ｔｇ１および第二発生区間Ｔｇ２である。裾野部は、時刻Ｔｒ近辺の所定範囲の時間区間である。

検出した発生区間に基づいて、非発生区間を特定することができる。すなわち、残響時間から発生区間を除外することで、非発生区間が特定可能である。具体的には、図５Ａの例においては、基準時刻Ｔｒにより特定された残響時間から、第一発生区間Ｔｇ１および第二発生区間Ｔｇ２を除外することで、第一非発生区間Ｔｎ１および第二非発生区間Ｔｎ２が特定される。第一非発生区間Ｔｎ１は、裾野部よりも前の時間区間における非発生区間である中間非唸り区間とも称され得る。第二非発生区間Ｔｎ２は、裾野部を含む。

そして、計測区間設定部５８は、発生区間を除外した時間区間である非発生区間に、計測区間を設定する。具体的には、図５Ａの例においては、計測区間設定部５８は、中間非唸り区間である第一非発生区間Ｔｎ１と、裾野部を含む第二非発生区間Ｔｎ２との各々に、計測区間を設定する。すなわち、計測区間設定部５８は、第一非発生区間Ｔｎ１および第二非発生区間Ｔｎ２を、計測区間Ｔｚとして設定する。

本実施形態は、唸りの発生がほとんど認められない非発生区間にて、残響周波数を計測する。特に、裾野部においては、図５Ａに示された第二非発生区間Ｔｎ２における残響周波数変化の様子から明らかなように、残響周波数が一定値に収束する傾向を示す。したがって、残響周波数の計測精度が向上する。また、計測された残響周波数に基づく異常判定および駆動周波数補正が、高い精度で行われ得る。

ところで、振幅信号と周波数信号との間には、振幅信号生成部４２と周波数信号生成部４３との間の処理時間差によるディレイ時間が生じ得る。具体的には、振幅信号生成部４２において振幅信号を生成するために、フィルタ処理が必要である。このため、周波数信号生成部４３にてゼロクロス法等により周波数信号を生成した場合に、比較的大きなディレイ時間が生じる。

そこで、ディレイ補正部５６は、残響信号の振幅に対応する振幅信号と、残響周波数に対応する周波数信号との間に生じるディレイ時間を補正する。そして、特定区間検出部５７は、ディレイ補正部５６による補正結果に基づいて、特定区間を検出する。これにより、計測区間の設定が、適切に行われ得る。

本実施形態においては、診断部５９２は、上記のようにして良好な精度で計測された残響周波数に基づいて、送受信器２における異常発生の有無を判定する。具体的には、図５Ａの例においては、第一非発生区間Ｔｎ１における残響周波数は、直列共振と並列共振との双方に起因するものとなる。第二非発生区間Ｔｎ２における残響周波数は、主として直列共振すなわちトランスデューサ２１の機械振動特性に起因するものとなる。このように、複数の非発生区間の各々における残響周波数には、異なる情報が含まれ得る。

そこで、計測区間設定部５８は、複数の非発生区間の各々に、計測区間Ｔｚを設定する。具体的には、図５Ａの例においては、裾野部より前の第一非発生区間Ｔｎ１と、裾野部を含む第二非発生区間Ｔｎ２との各々に、計測区間Ｔｚが設定される。そして、診断部５９２は、複数の計測区間Ｔｚの各々における残響周波数の計測結果に基づいて、送受信器２の異常を診断する。

すなわち、例えば、診断部５９２は、裾野部に対応する時間区間である第二非発生区間Ｔｎ２における残響周波数の計測結果に基づいて、異物付着の有無を診断する。これにより、精度の高い異物付着判定が可能となる。また、例えば、診断部５９２は、裾野部に対応する時間区間である第二非発生区間Ｔｎ２に加えて、裾野部よりも前の時間区間である第一非発生区間Ｔｎ１における残響周波数の計測結果に基づいて、送受信器２における異常発生の有無を判定する。したがって、本実施形態によれば、精度の高い異常判定が可能となる。

本実施形態においては、送信制御部５１は、上記のようにして良好な精度で計測された残響周波数に基づいて、送受信器２の駆動周波数を補正する。これにより、良好な送受信特性が達成され得る。特に、送信波をチャープ符号化する場合において、良好な符号認識率が達成され得る。

以上詳述したように、本実施形態によれば、残響信号の解析を可及的に精度良く行うことが可能となる。また、本実施形態によれば、精度良い残響信号の解析結果に基づいて、送信周波数補正および異常検知等の各種動作が適切に行われ得る。特に、残響周波数計測において、高速フーリエ変換（すなわちＦＦＴ）ではなく、計算負荷を低減するために、瞬時値を用いるゼロクロス法あるいは直交検波等の計測方法を用いた場合、唸りによる精度悪化が顕著となることが懸念される。この点、本実施形態によれば、ゼロクロス法等でも、計算負荷を低減しつつ良好な計測精度で残響周波数計測結果を得ることが可能となる。

（動作例）
以下、本実施形態における具体的な動作あるいは処理の一例について、図６～図８に示されたフローチャートを用いて説明する。なお、図面中において、「ステップ」を単に「Ｓ」と略記する。

物体検知装置１、すなわち、制御部５におけるＣＰＵは、物体検知条件が成立すると、図６のフローチャートにより示された物体検知動作を開始する。物体検知動作が開始すると、まず、ステップ６０１にて、物体検知装置１は、プレ駆動を実行する。具体的には、物体検知装置１は、所定の少ないパルス数のＣＷ駆動信号を用いてトランスデューサ２１を駆動することで、低出力のプレ計測用の送信波を送信する。なお、パルス数が１または２の場合、駆動周波数パターンの変更処理を行わなくても、駆動信号は必然的にＣＷ駆動信号となる。すなわち、プレ駆動においては、メイン駆動用すなわちチャープ波のための駆動周波数パターンを用いても、パルス数を少なくするだけで、ＣＷ波状の駆動信号および送信波が実現され得る。

次に、ステップ６０２にて、物体検知装置１は、プレ計測を実行する。プレ計測は、プレ駆動区間の終了直後、あるいは、プレ駆動区間終了後の所定タイミングで開始される。プレ計測において、物体検知装置１は、残響信号における振幅信号および周波数信号に基づいて、残響周波数を計測する。

続いて、ステップ６０３にて、物体検知装置１は、計測した残響周波数に基づいて、送受信器２における異常発生の有無を判定する。すなわち、物体検知装置１は、計測した残響周波数と所定の基準値とに基づいて、異常発生の有無および異常種別を判定する。残響周波数の基準値としては、例えば、設計値、物体検知装置１の工場出荷時における測定値、等が用いられ得る。

送受信器２に何らかの異常が発生した場合（すなわちステップ６０３＝ＮＯ）、物体検知装置１は、ステップ６０４に処理を進行させる。ステップ６０４にて、物体検知装置１は、判定あるいは検知した異常が、物体検知動作を続行可能な種別のもの、例えば、異物付着、氷結、等であるか否かを判定する。

物体検知動作を続行不可能な異常である場合（すなわちステップ６０４＝ＮＯ）、物体検知装置１は、ステップ６０５の処理を実行した後、物体検知動作を終了する。物体検知動作を続行不可能な異常は、例えば、断線等である。

ステップ６０５にて、物体検知装置１は、物体検知動作を続行不可能な異常が発生した場合の各種処理を実行する。具体的には、例えば、物体検知装置１は、自車両の乗員および／またはサービス工場等に送受信器２の異常発生を報知するための必要な処理を実行する。

物体検知動作を続行可能な異常である場合（すなわちステップ６０４＝ＹＥＳ）、物体検知装置１は、ステップ６０６の処理を実行した後、ステップ６０７に処理を進行させる。ステップ６０６にて、物体検知装置１は、送受信器２に異物付着または氷結が発生したことを自車両の乗員に報知するための必要な処理を実行する。また、送受信器２が正常である場合（すなわちステップ６０３＝ＹＥＳ）、物体検知装置１は、ステップ６０７に処理を進行させる。

ステップ６０７にて、物体検知装置１は、周波数シフトΔｆを算出する。本動作例においては、周波数シフトΔｆは、送受信器２における共振周波数のズレ量である。ステップ６０７による、周波数シフトΔｆの算出処理の詳細については、図７のフローチャートを用いて後述する。その後、物体検知装置１は、ステップ６０８に処理を進行させる。

ステップ６０８にて、物体検知装置１は、周波数シフトΔｆが閾値Δｆ＿ｔｈ未満であるか否かを判定する。周波数シフトΔｆが閾値Δｆ＿ｔｈ以上である場合（すなわちステップ６０８＝ＮＯ）、物体検知装置１は、ステップ６０９の処理を実行した後、ステップ６１０以降に処理を進行させる。これに対し、周波数シフトΔｆが閾値Δｆ＿ｔｈ未満である場合（すなわちステップ６０８＝ＹＥＳ）、物体検知装置１は、ステップ６０９の処理をスキップして、ステップ６１０以降に処理を進行させる。

ステップ６０９にて、物体検知装置１は、メイン駆動周波数の補正処理を実行する。メイン駆動周波数は、メイン駆動における駆動周波数である。ステップ６０９による、メイン駆動周波数の補正処理の詳細については、図８のフローチャートを用いて後述する。

物体検知装置１は、ステップ６１０～ステップ６１４の処理を、順に実行する。まず、ステップ６１０にて、物体検知装置１は、メイン駆動を実行する。具体的には、物体検知装置１は、チャープ駆動信号を用いてトランスデューサ２１を駆動することで、周波数変調態様に対応した符号が付与されたメイン計測用の送信波を送信する。

次に、ステップ６１１にて、物体検知装置１は、メイン計測を実行する。続いて、ステップ６１２にて、物体検知装置１は、メイン計測結果、すなわち、メイン計測における振幅信号および周波数信号を、制御部５にて取得する。そして、ステップ６１３にて、物体検知装置１は、取得したメイン計測結果に基づいて、物体Ｂを検知する。

ステップ６１４にて、物体検知装置１は、物体検知動作を終了するか否かを判定する。物体検知動作は、例えば、物体検知条件が成立から不成立に転じた場合に終了する。あるいは、物体検知動作は、例えば、自車両の乗員等により所定の終了操作が行われた場合に終了する。

物体検知動作を続行する場合（すなわちステップ６１４＝ＮＯ）、物体検知装置１は、処理をステップ６１０に戻し、ステップ６１０～ステップ６１４の処理を再度実行する。一方、物体検知動作を終了する場合（すなわちステップ６１４＝ＹＥＳ）、物体検知装置１は、物体検知動作を終了する。

図７は、図６に示されたフローチャートにおけるステップ６０７による、周波数シフトΔｆの算出処理の一例を示す。周波数シフトΔｆの算出処理において、物体検知装置１は、ステップ７０１～ステップ７０３の処理を順に実行する。

ステップ７０１にて、物体検知装置１は、残響周波数の基準値を取得する。具体的には、制御部５におけるＣＰＵは、残響周波数の基準値ｆｒ＿ｒｅｆを、ＲＯＭまたは不揮発性リライタブルメモリから読み出す。

ステップ７０２にて、物体検知装置１は、送受信器２における共振周波数のズレ量である周波数シフトΔｆを、残響周波数ｆｒの計測結果に基づいて算出する。具体的には、周波数シフトΔｆは、計測した残響周波数ｆｒの基準値ｆｒ＿ｒｅｆとの差分である。

このように、本具体例は、送受信器２における共振周波数のズレ量である周波数シフトΔｆを、残響周波数ｆｒの基準値ｆｒ＿ｒｅｆからのズレ量に基づいて算出している。

図８は、図６に示されたフローチャートにおけるステップ６０９による、メイン駆動周波数の補正処理の一例を示す。メイン駆動周波数の補正処理において、物体検知装置１は、まず、ステップ８０１～ステップ８０４の処理を順に実行する。

ステップ８０１にて、物体検知装置１は、周波数シフトΔｆに基づいて、暫定補正値Ｍｅを取得あるいは算出する。暫定補正値Ｍｅは、例えば、周波数シフトΔｆと所定の計算式とを用いて算出され得る。具体的には、例えば、暫定補正値Ｍｅは、周波数シフトΔｆと、温度補正等に対応する値ｆｃとの和あるいは積によって算出され得る。あるいは、暫定補正値Ｍｅは、例えば、少なくとも周波数シフトΔｆをパラメータとする、マップあるいはルックアップテーブルを用いて取得され得る。

ステップ８０２にて、物体検知装置１は、前回補正値Ｍｐを取得する。前回補正値Ｍｐは、図６に示されたフローチャートにおけるステップ６０９が前回実行された際の補正値Ｍである。具体的には、制御部５におけるＣＰＵは、前回補正値Ｍｐを不揮発性リライタブルメモリから読み出す。

ステップ８０３にて、物体検知装置１は、補正値差分ΔＭを算出する。補正値差分ΔＭは、今回ステップ８０１にて取得あるいは算出した暫定補正値Ｍｅと前回補正値Ｍｐとの差分である。ステップ８０４にて、物体検知装置１は、補正値差分ΔＭの絶対値が所定値Ｋ未満であるか否かを判定する。所定値Ｋは、正数であって、駆動周波数の補正値Ｍに対するガード値の絶対値に相当する。

補正値差分ΔＭの絶対値が所定値Ｋ未満である場合（すなわちステップ８０４＝ＹＥＳ）、物体検知装置１は、ステップ８０５の処理を実行した後、メイン駆動周波数の補正処理を終了する。ステップ８０５にて、物体検知装置１は、暫定補正値Ｍｅを、今回の補正値Ｍとして設定する。設定された補正値は、時系列で所定時間分、ＲＡＭ等に格納される。

補正値差分ΔＭの絶対値が所定値Ｋ以上である場合（すなわちステップ８０４＝ＮＯ）、物体検知装置１は、ステップ８０６の処理を実行した後、メイン駆動周波数の補正処理を終了する。ステップ８０６にて、物体検知装置１は、所定値Ｋと暫定補正値Ｍｅとの積を暫定補正値Ｍｅの絶対値で除した値を前回補正値Ｍｐに加算した値を、今回の補正値Ｍとして設定する。これにより、今回の補正値Ｍは、Ｋまたは－Ｋによりガードされる。設定された補正値Ｍは、時系列で所定時間分、不揮発性リライタブルメモリに格納される。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態との相違点を主として説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な装置構成に限定されない。例えば、物体検知装置１は、車載構成、すなわち、車両Ｖに搭載される構成に限定されない。よって、具体的には、例えば、物体検知装置１は、船舶あるいは飛行体にも搭載され得る。

物体検知装置１は、図１に示されているような、送受信器２および駆動信号生成部３をそれぞれ一個ずつ備えた構成に限定されない。すなわち、物体検知装置１は、送受信器２を複数個備えていてもよい。この場合、駆動信号生成部３は、送受信器２と同数設けられ得る。

並列共振回路ＲＣｐの構成要素のうち、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ２、インダクタンスＬＴに対応するトランス二次側巻線のうちの、少なくともいずれか１つは、省略され得る。具体的には、例えば、トランスデューサにおける容量Ｃ２およびトランス二次側巻線のインダクタンスＬＴにより並列共振が形成できる場合は、コンデンサＣ３は無くて良い。インバータ駆動する構成の場合、トランスは不要である。抵抗Ｒ３はメイン計測で高感度を得たい用途では無い構成とすることがあるが、この場合でも本発明は有効である。

トランスデューサ２１に備えられる電気－機械エネルギー変換素子は、圧電素子に限定されない。すなわち、例えば、かかる電気－機械エネルギー変換素子として、容量型素子が用いられ得る。

複数個のトランスデューサ２１を用いた三角測量により、物体Ｂの自車両に対する二次元位置を検知する場合があり得る。この場合、例えば、自車両に搭載された複数個のトランスデューサ２１の各々から、同一の周波数特性すなわち符号を有する送信波が発信され得る。このとき、「正規波」は、自車両から送信した送信波の反射波を自車両にて受信した場合の受信波となる。これに対し、「非正規波」は、他車両から送信した送信波の反射波を自車両にて受信した場合の受信波となる。これにより、複数車両間の混信による影響が、良好に抑制され得る。

あるいは、例えば、自車両に搭載された複数個のトランスデューサ２１の各々から、異なる周波数特性すなわち符号配列を有する送信波が発信され得る。これにより、送信側のトランスデューサ２１と受信側のトランスデューサ２１との両者が同一の直接波と、両者が互いに異なる間接波との峻別が容易化され、以て多重反射等の影響による誤認識が良好に抑制され得る。

物体検知装置１は、送受信器２、駆動信号生成部３、受信信号処理部４、および制御部５を、一個のセンサ筐体により支持した構成に限定されない。例えば、駆動信号生成部３、受信信号処理部４、および制御部５に設けられた各機能構成における、全部または少なくとも一部は、超音波センサにおけるセンサ筐体の外部に設けられていてもよい。

駆動信号生成部３、受信信号処理部４、および制御部５のうちの一部構成要素は、上記の外部装置に設けられていてもよい。具体的には、例えば、送信制御部５１～受信判定部５９のうちの一部は、外部装置に設けられていてもよい。

駆動信号生成部３、および／または受信信号処理部４は、制御部５に設けられていてもよい。具体的には、例えば、振幅信号生成部４２と振幅信号取得部５４とは、一体化され得る。あるいは、周波数信号生成部４３と周波数信号取得部５５とは、一体化され得る。

本実施形態においては、上記の各機能構成および方法は、専用コンピュータにより実現されている。かかる専用コンピュータは、コンピュータプログラムにより具体化された一つあるいは複数の機能を実行するようにプログラムされた、プロセッサおよびメモリを構成することによって提供される。しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。すなわち、制御部５は、ＣＰＵ等を備えた周知のマイクロコンピュータに限定されない。

具体的には、例えば、上記の各機能構成および方法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、上記の各機能構成および方法は、一つあるいは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。すなわち、制御部５の全部または一部は、上記のような機能を実現可能に構成されたデジタル回路、例えばゲートアレイ等のＡＳＩＣあるいはＦＰＧＡであってもよい。ＡＳＩＣはApplication Specific Integrated Circuitの略である。ＦＰＧＡはField Programmable Gate Arrayの略である。

また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移的実体的記憶媒体に記憶されていてもよい。すなわち、本発明に係る装置あるいは方法は、上記の各機能あるいは方法を実現するための手順を含むコンピュータプログラム、あるいは、当該プログラムを記憶した非遷移的実体的記憶媒体としても表現可能である。

上記実施形態において、制御部５には、本発明の特徴を構成する機能構成要素が設けられている。このため、本発明に係る装置は、物体検知制御装置としての制御部５であるものと評価することが可能である。しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。すなわち、例えば、本発明に係る装置は、送受信器２等を含んだ物体検知装置１であるものと評価することも可能である。あるいは、例えば、送信制御部５１～受信判定部５９のうちの一部を外部装置に設けた場合、本発明に係る装置は、物体検知装置１および／または外部装置であるものと評価することも可能である。

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な動作態様および処理態様に限定されない。例えば、上記具体例においては、プレ計測は、１トリップ中にて、物体検知条件が成立する毎に実行されるようになっている。しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。すなわち、例えば、プレ計測は、１トリップ中に１回実行されればよい。具体的には、例えば、プレ計測は、１トリップ中にて最初に物体検知条件が成立した時点で実行されれば、その後にイグニッションスイッチがオフされるまでの間実行されなくてもよい。

駆動信号における符号あるいは符号配列には、特段の限定はない。すなわち、例えば、アップチャープを「１」、ＣＷを「０」、ダウンチャープを「－１」とした場合、駆動信号には、「１」および「－１」のうちの少なくともいずれか一方を含む１桁以上の符号が付与され得る。具体的には、例えば、「１，０」、「－１，０」、「１，１，０」、「１，０，－１」、「１，１，０，－１」等の符号配列が適用可能である。また、アップチャープおよびダウンチャープとして、いわゆるＶ字チャープが用いられても良い。さらに、駆動信号における符号あるいは符号配列は、変更可能であってもよいし、変更不能であってもよい。

識別精度向上のために符号あるいは符号配列が複雑化するほど、かえって、異物付着等による送信周波数変化による識別精度低下が懸念される。また、上記の通り、従来の残響周波数の計測技術においては、並列共振回路ＲＣｐによる影響の関係で、精度よい残響周波数の計測が困難であった。この点、本発明によれば、精度よく安定的な残響周波数計測の結果に基づいて、駆動周波数すなわち送信周波数が良好に補正され得る。したがって、本発明によれば、符号あるいは符号配列を複雑化させることによる、識別精度の向上が、より確実に達成され得る。

プレ駆動およびプレ計測と、メイン駆動およびメイン計測との間の、送受信特性の切り替えは、送信特性のみで行われてもよいし、受信特性のみで行われてもよい。あるいは、かかる切り替えは、送信制御部５１と回路特性設定部５２とのうちのいずれか一方のみで行われてもよい。かかる切り替えを送信制御部５１のみで行う場合、回路特性設定部５２は省略され得る。

プレ駆動の際に、低パルス数に代えて、あるいはこれとともに、以下の少なくともいずれか１つが用いられ得る。
（Ｍ１）駆動周波数を送受信器２の共振周波数から偏移させる。
（Ｍ２）駆動電流をメイン駆動時よりも下げる。
（Ｍ３）駆動電圧をメイン駆動時よりも下げる。
（Ｍ４）デューティ比をメイン駆動時よりも下げる。
（Ｍ５）スイッチＳＷをオンする。

上記（Ｍ１）の場合、プレ駆動の際の駆動周波数は、所定の送受信周波数帯域における中央値から離れた値に設定される。具体的には、例えば、かかる駆動周波数は、送受信周波数帯域における上限値あるいは下限値の近傍値に設定され得る。なお、「所定の送受信周波数帯域」は、出力あるいは感度をＳｉとし、共振周波数ｆ０にてＳｉ＝０［ｄＢ］とした場合の、Ｓｉ＝０～Ｓｉｂ［ｄＢ］となる範囲である。Ｓｉｂは、典型的には、例えば、－３［ｄＢ］である。感度は、トランスデューサ２１を受信器として用いた場合の感度である。なお、このような送受信周波数帯域は、「共振帯」、「－３ｄＢ帯域」、あるいは「３ｄＢ帯域」とも称され得る。

上記（Ｍ５）のように、回路特性設定部５２は、プレ計測時だけでなく、プレ駆動時にもスイッチＳＷをオンしてもよい。これにより、プレ駆動における駆動信号の出力が、不要な反射波の受信を抑制しつつ残響信号解析に必要な程度に抑えられ得る。

残響周波数を精度よく計測するという目的が達成されれば、プレ計測は必ずしも実施する必要はない。すなわち、プレ計測を実施せず、メイン計測における駆動直後の残響発生期間に残響周波数を計測する態様においても、本発明により計測精度向上の効果を得ることができる。具体的には、例えば、残響周波数計測区間にてスイッチＳＷをオンすることで、残響周波数を精度よく計測することが可能となる。

回路特性設定部５２により変更される回路特性は、抵抗成分に限定されない。すなわち、例えば、抵抗成分に代えて、あるいはこれとともに、容量成分および／またはインダクタンス成分も変更され得る。

例えば、並列共振回路ＲＣｐの特性を変える方法として、トランスにおける二次側巻線ＬＴまたはコンデンサＣ３をスイッチにより切り離すという方法もある。二次側巻線ＬＴまたはコンデンサＣ３を切り離すことで、並列共振周波数がずれるため、唸りを低減する効果が得られる。

送受信器２における共振周波数のズレ量の算出方法についても、上記具体例に限定されない。すなわち、例えば、周波数シフトΔｆは、残響周波数シフトΔｆｒに基づいて算出され得る。残響周波数シフトΔｆｒは、計測した残響周波数ｆｒとの基準値ｆｒ＿ｒｅｆとの差分である。具体的には、周波数シフトΔｆは、例えば、残響周波数シフトΔｆｒと所定の計算式とを用いて算出され得る。あるいは、周波数シフトΔｆは、例えば、残響周波数シフトΔｆｒをパラメータとする、マップあるいはルックアップテーブルを用いて取得され得る。あるいは、例えば、周波数シフトΔｆに代えて、周波数変化率Ｒｆが用いられ得る。この場合、上記具体例に即して説明すれば、周波数変化率Ｒｆは、計測した残響周波数ｆｒと基準値ｆｒ＿ｒｅｆとを用いて、Ｒｆ＝ｆｒ／ｆｒ＿ｒｅｆにより算出され得る。

駆動信号の補正値Ｍは、暫定補正値Ｍｅと前回補正値Ｍｐとの差で求めることに限定されない。具体的には、例えば、上記の周波数変化率Ｒｆを用いる場合、補正値Ｍは、暫定補正値Ｍｅと前回補正値Ｍｐとの比でもよい。この場合、補正後の駆動信号は、補正値Ｍで乗算あるいは除算して求める。すなわち、補正値Ｍは、残響周波数の計測値ｆｒと基準周波数ｆｒ＿ｒｅｆとの差で求めることに限定されない。具体的には、補正値Ｍは、残響周波数の計測値ｆｒと基準周波数ｆｒ＿ｒｅｆとの比で求めてもよい。

駆動信号の補正値Ｍは、前回補正値Ｍｐとの比較で求めることに限定しない。具体的には、正常に測定した初期値との比較でもよい。

補正値Ｍの制限すなわちガードの手法も、上記の具体例に限定されない。すなわち、例えば、補正値Ｍに上限値と下限値とを設けてもよい。補正値Ｍの上限値と下限値とで、絶対値は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

また、例えば、補正値Ｍは、前回補正値Ｍｐとの比に基づいて制限しても良い。具体的には、例えば、暫定補正値Ｍｅ＝Ｒｆ・Ｒｃとする。Ｒｃは温度補正等に対応する値である。また、補正値比ＲＭｅ＝Ｍｅ／Ｍｐとする。この場合、ＲＭｅ＜ＫＬであれば、補正値Ｍ＝ＫＬ・Ｍｐとする。一方、ＲＭｅ＞ＫＨであれば、補正値Ｍ＝ＫＨ・Ｍｐとする。また、ＫＬ≦ＲＭｅ≦ＫＨであれば、補正値Ｍ＝Ｍｅとする。あるいは、例えば、残響周波数の計測値ｆｒを過去の履歴から移動平均した結果により、補正値Ｍを算出しても良い、これにより、補正値Ｍを制限する効果を得ることができる。

上記実施形態において、特定区間検出部５７は、特定区間としての発生区間を検出している。これにより、非発生区間が特定可能となる。よって、特定区間検出部５７は、第一種の特定区間としての発生区間を直接的に検出することで、第一種とは異なる第二種の特定区間としての非発生区間を間接的に検出していると評価され得る。具体的には、図５Ａの例においては、特定区間検出部５７は、第一発生区間Ｔｇ１および第二発生区間Ｔｇ２を検出することで、第一非発生区間Ｔｎ１および第二非発生区間Ｔｎ２をも検出していると評価され得る。

しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。すなわち、例えば、特定区間検出部５７は、特定区間としての非発生区間を直接的に検出するようになっていてもよい。具体的には、特定区間検出部５７は、残響信号の振幅に対応する振幅信号に基づいて、裾野部を特定区間として検出してもよい。

図９は、裾野部に対応する裾野区間Ｔｓの検出手法の一例を示す。なお、図９は、スイッチＳＷがオンの状態で取得された受信信号による、振幅信号および周波数信号を示す。図９において、ＴＨｓは、裾野区間Ｔｓの検出のための裾野判定閾値を示す。本例においては、裾野判定閾値ＴＨｓは、振幅収束判定をよりいっそう確実化するため、残響時間判定閾値ＴＨｒよりも低い値に設定されている。

図９を参照すると、特定区間検出部５７は、裾野基準時刻Ｔｓｒを終了時刻とする所定時間区間を、裾野区間Ｔｓとして検出する。裾野基準時刻Ｔｓｒは、基準時刻Ｔｒから所定時間遡った時間区間により特定される残響時間Ｔｒｅｖ内において、振幅信号が裾野判定閾値ＴＨｓまで低下した時刻である。なお、残響時間判定閾値ＴＨｒを低閾値側に設けることで、残響時間判定閾値ＴＨｒと裾野判定閾値ＴＨｓとを同一値にしてもよい。なお、残響時間は、異常判定のために、周波数情報と合わせ使われる。

図１０は、裾野区間Ｔｓの検出手法の他の一例を示す。なお、図１０は、スイッチＳＷがオフの状態で取得された受信信号による、振幅信号および周波数信号を示す。図９と図１０との対比から、スイッチＳＷをオンすることによる唸りの軽減および残響周波数計測精度の向上の効果を読み取ることができる。

また、図１０において、σは、残響周波数の平均二乗誤差を示す。σｔｈは、裾野区間Ｔｓ検出用の閾値である。特定区間検出部５７は、残響時間内において、残響周波数の平均二乗誤差σが閾値σｔｈ未満となる周波数波形の乱れが少ない区間を、裾野区間Ｔｓとして検出する。

裾野区間Ｔｓの検出手法は、上記の各例に限定されない。すなわち、例えば、裾野区間Ｔｓは、振幅信号波形と、裾野部検出用の参照波形とのマッチング結果に基づいて検出され得る。参照波形は、正常時に計測した波形を用いても良い。あるいは、参照波形は、マイクおよび回路の回路特性から計算で導き出した波形でも良い。

計測区間設定部５８は、１つの非発生区間のうちの全体を計測区間として設定してもよいし、その一部を計測区間として設定してもよい。すなわち、例えば、図５Ａを参照すると、計測区間設定部５８は、第二非発生区間Ｔｎ２のうち、裾野部であることが確実な後半の所定部分のみを、計測区間Ｔｚに設定してもよい。

残響周波数の計測を複数回実行して統計処理することで、残響周波数の計測精度がより高まる。統計処理としては、例えば、平均値算出、重みづけ平均値算出、中央値抽出、なまし処理、等を用いることが可能である。統計処理においては、所定の異常値あるいは「外れ値」の除外処理も適用され得る。

「取得」、「検出」、「算出」、「演算」、「推定」等の、互いに概念が類似する表現同士は、技術的矛盾が生じない限り、互いに入れ替え可能である。また、各判定処理における不等号は、等号付きであってもよいし、等号無しであってもよい。すなわち、例えば、「閾値以上」は、「閾値を超える」に変更され得る。同様に、「閾値以下」は、「閾値未満」に変更され得る。

上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。

変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。更に、上記実施形態の全部または一部と、変形例の全部または一部とが、互いに組み合わされ得る。

（方法・プログラム）
本開示に係る物体検知方法を構成する各手順あるいは各処理は、上記の実施形態、変形例、および、図６～図８に示されたフローチャートにより示された、各手順あるいは各処理に対応する。また、図６～図８に示されたフローチャートに対応するプログラムは、本実施形態に係る物体検知プログラムに相当する。

よって、上記実施形態および変形例によって示された本開示は、方法およびプログラムに関する以下の各観点を含む。なお、下記の各観点は、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わせて適用可能である。

第１の観点によれば、移動体（Ｖ）の周囲の物体（Ｂ）を検知する物体検知方法は、以下の処理を含む。また、物体検知プログラムは、移動体（Ｖ）に搭載されることで当該移動体の周囲の物体（Ｂ）を検知するように構成された物体検知装置（１）により実行される、以下の処理を含む。なお、「処理」は、「手順」、「工程」、あるいは「行為」とも言い換えられ得る。
超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに送信波の物体による反射波を含む受信波を受信する送受信器（２）にて発生する残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出する処理と、
特定区間の検出結果に基づいて、非発生区間に、残響信号の周波数である残響周波数を計測する計測区間を設定する処理と、
設定した計測区間にて、残響周波数を計測する処理。

第２の観点によれば、
特定区間を検出する処理は、残響信号の振幅に対応する振幅信号に波形割れが発生している残響割れ区間を、発生区間として検出する処理を含み、
計測区間を設定する処理は、発生区間を除外した時間区間である非発生区間に、計測区間を設定する処理を含む。

第３の観点によれば、特定区間を検出する処理は、振幅信号が収束するように低下する裾野部よりも前の時間区間における、振幅信号が残響割れ判定閾値未満である部分を、発生区間として検出する処理を含む。

第４の観点は、
残響信号の振幅に対応する振幅信号と残響周波数に対応する周波数信号との間に生じるディレイ時間を補正する処理をさらに含み、
特定区間を検出する処理は、ディレイ時間を補正する処理による補正結果に基づいて、特定区間を検出する処理を含む。

第５の観点によれば、計測区間を設定する処理は、残響信号の振幅に対応する振幅信号が収束するように低下する非発生区間である裾野部に、計測区間を設定する処理を含む。

第６の観点によれば、特定区間を検出する処理は、残響信号の振幅に対応する振幅信号に基づいて、裾野部を特定区間として検出する処理を含む。

第７の観点によれば、計測区間を設定する処理は、裾野部よりも前の時間区間における非発生区間である中間非唸り区間と裾野部との各々に、計測区間を設定する処理を含む。

第８の観点は、
受信波に基づいて物体を検知する処理と、
送受信器における送信特性および／または受信特性を設定する処理と、
をさらに含み、
送信特性および／または受信特性を設定する処理は、残響周波数の計測の際に、物体の検知の際よりも送信特性および／または受信特性を低下させる処理を含む。

第９の観点によれば、
送信特性および／または受信特性を設定する処理は、送信波の送信特性を制御する処理を含み、
送信波の送信特性を制御する処理は、残響周波数の計測の際に、物体の検知の際よりも音圧を低下させる処理を含む。

第１０の観点によれば、
送信特性および／または受信特性を設定する処理は、送受信器における回路特性を設定する処理を含み、
回路特性を設定する処理は、物体の検知の際と、残響周波数の計測の際とで、送受信器を異なる回路特性に設定する処理を含む。

第１１の観点によれば、
送受信器は、電気－機械変換機能を有するトランスデューサ（２１）と、当該トランスデューサに電気接続された送受信回路（２２）とを有し、
送受信回路は、トランスデューサと並列接続されることで並列共振回路（ＲＣ２）を構成するコンデンサ（Ｃ３）および抵抗（Ｒ２，Ｒ３）を有し、
回路特性を設定する処理は、物体の検知の際と、残響周波数の計測の際とで、異なる抵抗の並列接続状態に設定する処理を含む。

第１２の観点は、
受信波における周波数変調態様に対応する符号を判定する処理と、
符号判定結果に基づいて物体を検知する処理と、
をさらに含み、
送信波の送信特性を制御する処理は、物体の検知の際に送信波を周波数変調させる一方、残響周波数の計測の際に送信波を周波数変調させないように、送受信器における送信波の送信を制御する処理を含む。

第１３の観点は、残響周波数の計測結果に基づいて、送受信器における異常発生の有無を判定する処理をさらに含む。

１ 物体検知装置
２ 送受信器
５２ 回路特性設定部
５３ フィルタ特性設定部
５６ ディレイ補正部
５７ 特定区間検出部
５８ 計測区間設定部
５９１ 残響計測部
５９３ 符号判定部
５９４ 物体検知部

Claims (15)

1. 移動体（Ｖ）に搭載されることで当該移動体の周囲の物体（Ｂ）を検知するように構成された物体検知装置（１）であって、
   超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに前記送信波の前記物体による反射波を含む受信波を受信する送受信器（２）にて発生する残響信号の周波数である残響周波数を計測する、残響計測部（５９１）と、
   前記残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出する、特定区間検出部（５７）と、
   前記特定区間の検出結果に基づいて、前記非発生区間に、前記残響計測部により前記残響周波数を計測する計測区間を設定する、計測区間設定部（５８）と、
   を備えた物体検知装置。
2. 前記特定区間検出部は、前記残響信号の振幅に対応する振幅信号に波形割れが発生している残響割れ区間を、前記発生区間として検出し、
   前記計測区間設定部は、前記発生区間を除外した時間区間である前記非発生区間に、前記計測区間を設定する、
   請求項１に記載の物体検知装置。
3. 前記特定区間検出部は、前記振幅信号が収束するように低下する裾野部よりも前の時間区間における、前記振幅信号が残響割れ判定閾値未満である部分を、前記発生区間として検出する、
   請求項２に記載の物体検知装置。
4. 前記残響信号の振幅に対応する振幅信号と前記残響周波数に対応する周波数信号との間に生じるディレイ時間を補正するディレイ補正部（５６）をさらに備え、
   前記特定区間検出部は、前記ディレイ補正部による補正結果に基づいて、前記特定区間を検出する、
   請求項１～３のいずれか１つに記載の物体検知装置。
5. 前記計測区間設定部は、前記残響信号の振幅に対応する振幅信号が収束するように低下する前記非発生区間である裾野部に、前記計測区間を設定する、
   請求項１～４のいずれか１つに記載の物体検知装置。
6. 前記特定区間検出部は、前記残響信号の振幅に対応する振幅信号に基づいて、前記裾野部を前記特定区間として検出する、
   請求項５に記載の物体検知装置。
7. 前記計測区間設定部は、前記裾野部よりも前の時間区間における前記非発生区間である中間非唸り区間と前記裾野部との各々に、前記計測区間を設定する、
   請求項５または６に記載の物体検知装置。
8. 前記受信波に基づいて前記物体を検知する、物体検知部（５９４）と、
   前記送受信器における送信特性および／または受信特性を設定する、特性設定部（５１，５２）と、
   をさらに備え、
   前記特性設定部は、前記残響計測部による前記残響周波数の計測の際に、前記物体検知部による前記物体の検知の際よりも前記送信特性および／または前記受信特性を低下させる、
   請求項１～７のいずれか１つに記載の物体検知装置。
9. 前記特性設定部は、前記送信波の音圧を制御する送信制御部（５１）を有し、
   前記送信制御部は、前記残響計測部による前記残響周波数の計測の際に、前記物体検知部による前記物体の検知の際よりも前記音圧を低下させる、
   請求項８に記載の物体検知装置。
10. 前記特性設定部は、前記送受信器における回路特性を設定する回路特性設定部（５２）を有し、
    前記回路特性設定部は、前記物体検知部による前記物体の検知の際と、前記残響計測部による前記残響周波数の計測の際とで、前記送受信器を異なる前記回路特性に設定する、
    請求項８または９に記載の物体検知装置。
11. 前記送受信器は、電気－機械変換機能を有するトランスデューサ（２１）と、当該トランスデューサに電気接続された送受信回路（２２）とを有し、
    前記送受信回路は、前記トランスデューサと並列接続されることで並列共振回路（ＲＣ２）を構成するコンデンサ（Ｃ３）および抵抗（Ｒ２，Ｒ３）を有し、
    前記回路特性設定部は、前記物体検知部による前記物体の検知の際と、前記残響計測部による前記残響周波数の計測の際とで、異なる前記抵抗の並列接続状態に設定する、
    請求項１０に記載の物体検知装置。
12. 前記受信波における周波数変調態様に対応する符号を判定する、符号判定部（５９３）と、
    前記符号判定部による符号判定結果に基づいて前記物体を検知する、物体検知部（５９４）と、
    をさらに備え、
    前記送信制御部は、前記物体検知部による前記物体の検知の際に前記送信波を周波数変調させる一方、前記残響計測部による前記残響周波数の計測の際に前記送信波を周波数変調させないように、前記送受信器における前記送信波の送信を制御する、
    請求項１～１１のいずれか１つに記載の物体検知装置。
13. 前記残響計測部による前記残響周波数の計測結果に基づいて、前記送受信器における異常発生の有無を判定する、診断部（５９２）をさらに備えた、
    請求項１～１２のいずれか１つに記載の物体検知装置。
14. 移動体（Ｖ）の周囲の物体（Ｂ）を検知する物体検知方法であって、
    超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに前記送信波の前記物体による反射波を含む受信波を受信する送受信器（２）にて発生する残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出し、
    前記特定区間の検出結果に基づいて、前記非発生区間に、前記残響信号の周波数である残響周波数を計測する計測区間を設定し、
    設定した前記計測区間にて、前記残響周波数を計測する、
    物体検知方法。
15. 移動体（Ｖ）に搭載されることで当該移動体の周囲の物体（Ｂ）を検知するように構成された物体検知装置（１）にて実行される、物体検知プログラムであって、
    前記物体検知装置により実行される処理は、
    超音波である送信波を外部に向けて送信するとともに前記送信波の前記物体による反射波を含む受信波を受信する送受信器（２）にて発生する残響信号にて複数の残響周波数成分に起因する唸りの発生が認められる発生区間、または、かかる唸りの発生がほとんど認められない非発生区間である、特定区間を検出する処理と、
    前記特定区間の検出結果に基づいて、前記非発生区間に、前記残響信号の周波数である残響周波数を計測する計測区間を設定する処理と、
    設定した前記計測区間にて、前記残響周波数を計測する処理と、
    を含む、物体検知プログラム。

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