检测装置、检测方法以及检测程序与流程

本公开涉及一种对障碍物进行检测的检测装置、检测方法以及检测程序。

背景技术：

以往，已知一种障碍物检测装置，其使用安装在汽车等车辆的后方部的超声波传感器(声呐)来检测车辆的后方存在的障碍物。超声波传感器朝向车辆的后方发送超声波(发送波)，障碍物检测装置接收该超声波遇到障碍物后反射的反射波，基于该反射波来检测障碍物。

在这样的障碍物检测装置中，在使发送波的到达范围长距离化的情况下，可以考虑加大送波电压增益(transmissionwavevoltagegain)。但是，在加大了送波电压增益的情况下，发送波遇到路面后反射，障碍物检测装置基于仅来自路面的反射波而误检测为路面上存在障碍物。

因此，例如，在专利文献1中公开了以下技术：通过将来自存在障碍物的路面的反射波的平均值与仅来自路面的反射波的平均值进行比较，来检测路面上存在的障碍物。

专利文献1：日本特开平3-243413号公报

技术实现要素：

本公开提供一种能够检测更广范围的障碍物并且能够高精度地检测路面上的障碍物的检测装置、检测方法以及检测程序。

本公开所涉及的检测装置具有发送部、提取部以及检测部。发送部在从车辆所使用的超声波传感器发送第一频率的第一发送波之后，在超声波传感器接收到第一发送波的反射波之前发送与第一频率不同的第二频率的第二发送波。提取部从由超声波传感器接收到的反射波中的接收水平大于规定阈值的反射波提取频率的成分。检测部基于频率的成分的提取结果来检测障碍物。第二发送波的振幅水平大于第一发送波的振幅水平。第一发送波的振幅水平被设定为：使与第一发送波相对应的来自路面的反射波的接收水平为规定阈值以下。第二发送波的振幅水平被设定为：使与第二发送波相对应的来自路面的一部分区域的反射波的接收水平大于规定阈值。

本公开所涉及的检测方法包括发送步骤、提取步骤以及检测步骤。在发送步骤中，在从车辆所使用的超声波传感器发送第一频率的第一发送波之后，在超声波传感器接收到第一发送波的反射波之前发送与第一频率不同的第二频率的第二发送波。在提取步骤中，从由超声波传感器接收到的反射波中的接收水平大于规定阈值的反射波提取频率的成分。在检测步骤中，基于频率的成分的提取结果来检测障碍物。第二发送波的振幅水平大于第一发送波的振幅水平。第一发送波的振幅水平被设定为：使与第一发送波相对应的来自路面的反射波的接收水平为规定阈值以下。第二发送波的振幅水平被设定为：使与第二发送波相对应的来自路面的一部分区域的反射波的接收水平大于规定阈值。

本公开所涉及的检测程序使计算机执行发送处理、提取处理以及检测处理。在发送处理中，在从车辆所使用的超声波传感器发送第一频率的第一发送波之后，在超声波传感器接收到第一发送波的反射波之前发送与第一频率不同的第二频率的第二发送波。在提取处理中，从由超声波传感器接收到的反射波中的接收水平大于规定阈值的反射波提取频率的成分。在检测处理中，基于频率的成分的提取结果来检测障碍物。第二发送波的振幅水平大于第一发送波的振幅水平。第一发送波的振幅水平被设定为：使与第一发送波相对应的来自路面的反射波的接收水平为规定阈值以下。第二发送波的振幅水平被设定为：使与第二发送波相对应的来自路面的一部分区域的反射波的接收水平大于规定阈值。

此外，将本公开的方式在方法、装置、记录介质(包括计算机可读取的非瞬时性的记录介质)、计算机程序等之间进行转换所得到的方式也作为本公开的方式而有效。

根据本公开，能够检测更广范围的障碍物并且能够高精度地检测路面上的障碍物。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式所涉及的检测装置的结构例的框图。

图2是表示图1所示的超声波传感器的搭载位置的一例的图。

图3a是表示本公开的实施方式所涉及的连续发送波的一例的图。

图3b是表示图3a所示的连续发送波的到达范围的一例的概念图。

图4是表示本公开的实施方式所涉及的检测装置的动作例的流程图。

图5a是表示第一检测例中的障碍物的位置的图。

图5b是表示第一检测例中的连续发送波和反射波的图。

图6a是表示第二检测例中的障碍物的位置的图。

图6b是表示第二检测例中的连续发送波和反射波的图。

图7a是表示第三检测例中的障碍物的位置的图。

图7b是表示第三检测例中的连续发送波和反射波的图。

具体实施方式

在说明本公开的实施方式之前，简单地说明以往的技术中的问题点。在专利文献1的技术中，存在以下担忧：在来自存在障碍物的路面的反射波的平均值与仅来自路面的反射波的平均值同等的情况下，无法检测障碍物。

下面，参照附图来说明本公开的实施方式。

首先，使用图1来说明本公开的实施方式所涉及的检测装置100的结构。图1是表示本实施方式的检测装置100的结构例的图。

图1所示的检测装置100搭载于汽车等车辆(参照图2)，与搭载于同一车辆的超声波传感器2电连接。超声波传感器2例如图2所示那样安装于车辆1的后方部(例如，后保险杠(reardamper)附近)。

超声波传感器2朝向车辆1的后方发送超声波(以下称为发送波)。发送波遇到路面40后反射。另外，在车辆1的后方的路面40上存在障碍物的情况下，发送波遇到该障碍物(例如，墙壁、缘石等物体或人、动物等生物)后反射。超声波传感器2接收这样反射的超声波(以下称为反射波)。此外，使用图3a、图3b来在后面叙述发送波。另外，使用图5b、图6b、图7b来在后面叙述反射波。

如图1所示，检测装置100具有控制部10、发送电路20以及接收电路30。检测装置100例如是超声波测距ecu(electroniccontrolunit：电子控制单元)。

控制部10具有发送接收控制部11、提取部12以及检测部13。虽然省略了图示，但是控制部10例如具有cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、保存有控制程序的rom(readonlymemory：只读存储器)等存储介质、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)等作业用存储器、以及通信电路。图1所示的发送接收控制部11、提取部12以及检测部13的功能(详细内容后述)能够通过由cpu执行控制程序来实现。关于控制部11、提取部12以及检测部13的功能，也可以取代通过由cpu执行控制程序来实现的方式，而是设为控制电路、提取部电路以及检测电路那样的专用的电路来实现。

发送接收控制部11(发送部的一例)对发送电路20进行控制以从超声波传感器2发送后述的连续发送波t(参照图3a)。另外，例如，发送接收控制部11对发送电路20和接收电路30分别输出控制信号。向发送电路20输出的控制信号中例如包含送波电压增益(也称为发送增益)的指示。另外，向接收电路30输出的控制信号中例如包含受波信号增益(也称为接收增益)的指示。

提取部12对从接收电路30接收到的接收信号(详细内容后述)进行傅里叶变换等，来提取频率成分(以下也仅称为“成分”)。此外，频率成分是指频率、频率的成分的强度、频率的振幅等。

检测部13基于所提取出的频率成分的频率来检测障碍物。在后面叙述该检测处理的具体例(后述的第一检测例～第三检测例)。

发送电路20例如构成为包含振荡电路(省略图示)和驱动电路(省略图示)。振荡电路生成规定频率的矩形波(参照图3a)。驱动电路将所生成的矩形波作为驱动信号来向超声波传感器2输出。由此，超声波传感器2以预先设定的送波电压增益来发送发送波。

接收电路30构成为包含放大电路(省略图示)和滤波电路(省略图示)。放大电路将从超声波传感器2接收到的反射波(接收信号)以预先设定的受波信号增益来进行放大。滤波电路对放大后的接收信号进行滤波，之后将接收信号输出到控制部10。

以上说明了检测装置100的结构。

接着，使用图3a、图3b来说明本公开的实施方式所涉及的发送波。图3a是表示本实施方式的连续发送波t的图。图3b是表示连续发送波t中包含的发送波t1和发送波t2各自的到达范围的概念图。

如图3a所示，连续发送波t包含发送波t1(第一发送波的一例)和发送波t2(第二发送波的一例)。超声波传感器2发送发送波t1，之后，超声波传感器2在接收到发送波t1的反射波之前发送发送波t2。发送波t1与发送波t2的频率不同。以下将发送波t1的频率称为“频率a”，将发送波t2的频率称为“频率b”。此外，发送波的频率也可以不是固定频率，而是使频率具有带宽并逐渐地使频率变化的发送波等。

在图3b中，到达范围s1表示发送波t1的到达范围，到达范围s2表示发送波t2的到达范围。

如图3b所示，到达范围s2比到达范围s1广(长)。即，发送波t2的振幅水平(发送水平)大于发送波t1的振幅水平(发送水平)。

另外，如图3b所示，到达范围s2包含路面40上的区域41(距超声波传感器2的距离固定的区域。一部分区域的一例)。因此，由于发送波t2到达区域41，超声波传感器2至少接收来自区域41的反射波。

发送波t2的振幅水平被设定为使来自区域41的反射波的接收水平大于规定阈值(包括零。以下相同)。另外，发送波t1的振幅水平被设定为使与发送波t1相对应的来自路面40的反射波的接收水平为规定阈值以下。

此外，在本实施方式中，接收水平大于规定阈值的反射波是由提取部12进行的频率成分的提取处理的对象，另一方面，接收水平为规定阈值以下的反射波不是由提取部12进行的频率成分的提取处理的对象。另外，也可以是，进行也包括微小水平在内的所有反射波的频率成分的提取处理，并根据提取成分的信号的强度来进行判定。

对检测装置100(例如，检测部13)来说，超声波传感器2与区域41之间的距离是已知的。因此，检测装置100能够根据接收到反射波的时间来识别该反射波是否为来自区域41的反射波。

如图3b所示，到达范围s1不包含路面40上的区域41。因此，发送波t1不到达区域41。此外，在本实施方式中，“不到达”不仅意味着发送波实际上不到达规定的区域，还意味着虽然发送波到达规定的区域但是与该发送波相对应的反射波的接收水平为规定阈值以下。

在图3b中，区域42是路面40上的与区域41相比距车辆1远的区域。区域43是路面40上的与区域41相比距车辆1近的区域。发送波t1和发送波t2均不到达区域42和区域43。

此外，能够将路面40上的区域分割为距车辆远的区域42、距车辆近的区域43以及中间的区域41来进行考虑。中间的区域41(“一部分区域”的一例)是与发送波t2相对应的来自路面40的反射波的接收水平大于规定阈值的区域。距车辆远的区域42是路面40的与中间的区域41相比距车辆1远、且位于发送波t2的到达范围s2之下的区域。距车辆近的区域43是路面40的与中间的区域41相比距车辆1近、且比车辆1靠后的区域。

以上说明了连续发送波t。

接着，使用图4来说明检测装置100的动作。图4是表示检测装置100的动作例的流程图。

首先，发送电路20对超声波传感器2进行控制以发送图3a所示的连续发送波t(步骤s101)。由此，超声波传感器2朝向车辆1的后方发送连续发送波t。如图3b所示，发送波t1被发送到到达范围s1，发送波t2被发送到到达范围s2。

接着，接收电路30将从超声波传感器2接收到的反射波(接收信号)放大并进行滤波(步骤s102)。之后，接收电路30将接收信号输出到控制部10。

接着，控制部10的提取部12对接收信号进行傅里叶变换等来提取频率成分。具体地说，提取部12对接收信号进行傅里叶变换等，来提取频率a的成分和频率b的成分。然后，提取部12在所提取出的频率a的成分的信号强度大于规定阈值的情况下判定为检测到频率a的成分。同样地，提取部12在所提取出的频率b的成分的信号强度大于规定阈值的情况下判定为检测到频率b的成分(步骤s103)。此外，在车辆1相对于路面40移动的情况下，由于多普勒效应，反射波的频率发生偏移。因此，在无法忽视多普勒效应的情况下，也可以是，在步骤s103中，取代提取频率a的成分，而是提取包含频率a且考虑了该多普勒效应的频率范围的成分。同样地，也可以是，取代提取频率b的成分，而是提取包含频率b且考虑了该多普勒效应的频率范围的成分。

接着，控制部10的检测部13基于所提取出的频率成分的频率来检测障碍物。具体地说，检测部13基于提取部12中的频率a的成分的提取或检测结果、以及频率b的成分的提取或检测结果，来判定是否存在障碍物(步骤s104)。

在此，作为步骤s104的检测处理的具体例，说明第一检测例～第三检测例。图5a是表示第一检测例中的障碍物的位置的图，图5b是表示第一检测例中的连续发送波和反射波的图。图6a是表示第二检测例中的障碍物的位置的图，图6b是表示第二检测例中的连续发送波和反射波的图。图7a是表示第三检测例中的障碍物的位置的图，图7b是表示第三检测例中的连续发送波和反射波的图。

首先，参照图5a、图5b来说明第一检测例。

例如，如图5a所示，设为障碍物50存在于区域42，障碍物50的一部分包含于到达范围s2。

在该情况下，如图5b所示，超声波传感器2首先接收到反射波r1，之后接收到反射波r2。设反射波r1和反射波r2的接收水平大于规定阈值。

然后，在图4的步骤s103中，由提取部12对反射波r1和反射波r2分别进行傅里叶变换，分别从反射波r1和反射波r2中仅提取出频率b的成分。

检测部13能够如上述那样识别出反射波r1是来自区域41的反射波。另外，检测部13根据从反射波r1仅提取出频率b的成分，而识别为反射波r1是仅被区域41反射所得到的。因此，检测部13判定为在区域41不存在障碍物50。

另外，检测部13根据在接收到反射波r1之后接收到反射波r2且从反射波r2提取出频率b的成分，而判定为在区域42存在障碍物50。

另外，检测部13根据在接收到反射波r1之前未接收到反射波，而判定为在区域43不存在障碍物50。

以上说明了第一检测例。

接着，参照图6a、图6b来说明第二检测例。

例如，如图6a所示，障碍物50存在于区域41，障碍物50的一部分包含于到达范围s1和到达范围s2这两方。

在该情况下，如图6b所示，超声波传感器2接收反射波r3。反射波r3是包含发送波t1到达障碍物50后反射的反射波、发送波t2到达障碍物50后反射的反射波以及发送波t2到达区域41后反射的反射波的混合波。设该混合波中包含的各反射波的接收水平大于规定阈值。因此，反射波r3的接收水平大于规定阈值。

然后，在图4的步骤s103中，由提取部12对反射波r3进行傅里叶变换，从反射波r3提取出频率a的成分和频率b的成分这两方。

检测部13能够识别出反射波r3是来自区域41的反射波。另外，检测部13根据从反射波r3提取出频率a的成分和频率b的成分这两方，而识别为反射波r3不仅包含被区域41反射的反射波，还包含被障碍物50反射的反射波。因此，检测部13判定为在区域41存在障碍物50。

另外，检测部13根据在接收到反射波r3之后未接收到反射波，而判定为在区域42不存在障碍物50。其中，关于可能存在于将车辆1与障碍物50连结的直线上且障碍物50的后方侧的其它的障碍物，设为此处的判定的对象之外。

另外，检测部13根据在接收到反射波r3之前未接收到反射波，而判定为在区域43不存在障碍物50。

以上说明了第二检测例。

接着，参照图7a、图7b来说明第三检测例。

例如，如图7a所示，设障碍物50存在于区域43，障碍物50的一部分包含于到达范围s1和到达范围s2这两方。

在该情况下，如图7b所示，超声波传感器2首先接收到反射波r4，之后接收到反射波r5。设反射波r4和反射波r5的接收水平大于规定阈值。

然后，在图4的步骤s103中，由提取部12对反射波r4和反射波r5分别进行傅里叶变换，从反射波r4提取出频率a的成分和频率b的成分这两方，从反射波r5仅提取出频率b的成分。

检测部13根据在接收到反射波r5之前接收到反射波r4并且从反射波r4提取出频率a的成分和频率b的成分这两方，而识别为反射波r4是被障碍物50反射所得到的。因此，检测部13判定为在区域43存在障碍物50。

另外，检测部13能够识别出反射波r5是来自区域41的反射波。另外，检测部13根据从反射波r5仅提取出频率b的成分，而识别为反射波r5是仅被区域41反射所得到的。因此，检测部13判定为在区域41不存在障碍物50。其中，关于可能存在于将车辆1与障碍物50连结的直线上且障碍物50的后方侧的其它的障碍物，设为此处的判定的对象之外。

另外，检测部13根据在接收到反射波r5之后未接收到反射波，而判定为在区域42不存在障碍物50。其中，关于可能存在于将车辆1与障碍物50连结的直线上且障碍物50的后方侧的其它的障碍物，设为此处的判定的对象之外。

以上说明了第三检测例。下面返回到图4的说明。

接着，检测部13将表示检测结果的检测结果信息输出到规定的装置(步骤s105)。检测结果信息例如既可以是仅表示有无障碍物的内容，也可以是表示在哪个区域(例如，区域41、42、43)存在障碍物的内容。另外，检测结果信息的输出目的地例如也可以是超声波测距ecu以外的ecu(例如，进行车辆的驾驶辅助的ecu等)或显示器装置等。

以上说明了检测装置100的动作。

如详细叙述的那样，本实施方式的检测装置100使超声波传感器2发送频率成分和到达范围不同的连续发送波t，并基于从反射波提取出的频率成分来检测有无障碍物50。由此，检测装置100能够检测更广范围的障碍物，并且能够高精度地检测路面上的障碍物。

本公开并不限定于上述实施方式的说明，能够进行各种变形。

例如，在实施方式中，列举将检测装置100和超声波传感器2搭载于车辆1的情况为例来进行了说明，但是检测装置100和超声波传感器2也可以搭载于车辆(汽车)以外的移动体。

另外，例如，在实施方式中，列举将超声波传感器2搭载于车辆1的后方部并朝向车辆1的后方发送连续发送波t的情况为例来进行了说明，但是并不限定于此。超声波传感器2例如也可以搭载于车辆1的侧方或前方，并朝向车辆1的侧方或前方发送连续发送波t。

产业上的可利用性

本发明适用于对障碍物进行检测的检测装置、检测方法以及检测程序。

附图标记说明

1：车辆；2：超声波传感器；10：控制部；11：发送接收控制部(发送部)；12：提取部；13：检测部；20：发送电路；30：接收电路；40：路面；41：区域(一部分区域)；42：区域(距车辆远的区域)；43：区域(距车辆近的区域)；50：障碍物；100：检测装置；t：连续发送波；t1：发送波(第一发送波)；t2：发送波(第二发送波)；s1：到达范围(第一发送波的到达范围)；s2：到达范围(第二发送波的到达范围)；r1、r2、r3、r4、r5：反射波。