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，其使用安装于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)或者增加送波脉冲数。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接收部和检测部。发送接收部从车辆所使用的超声波传感器交替地发送第一振幅水平的第一发送波和比第一振幅水平大的第二振幅水平的第二发送波，并从超声波传感器接收由超声波传感器接收到的与第一发送波相对应的第一反射波和与第二发送波相对应的第二反射波。检测部基于接收水平大于规定阈值的第一反射波或第二反射波来检测障碍物。第一振幅水平被设定为：使第一反射波中的由路面反射的第一路面反射波的接收水平为规定阈值以下。第二振幅水平被设定为：使第二反射波中的从路面的一部分区域反射的第二路面反射波的接收水平大于规定阈值。检测部基于第二反射波中的不包含第二路面反射波的第二反射波来检测障碍物。

本公开所涉及的检测方法包括发送接收步骤和检测步骤。在发送接收步骤中，从车辆所使用的超声波传感器交替地发送第一振幅水平的第一发送波和比第一振幅水平大的第二振幅水平的第二发送波，并从超声波传感器接收由超声波传感器接收到的与第一发送波相对应的第一反射波和与第二发送波相对应的第二反射波。在检测步骤中，基于接收水平大于规定阈值的第一反射波或第二反射波来检测障碍物。第一振幅水平被设定为：使第一反射波中的由路面反射的第一路面反射波的接收水平为规定阈值以下。第二振幅水平被设定为：使第二反射波中的从路面的一部分区域反射的第二路面反射波的接收水平大于规定阈值。在检测步骤中，基于第二反射波中的不包含第二路面反射波的第二反射波来检测障碍物。

本公开所涉及的检测程序使计算机执行发送接收处理和检测处理。在发送接收处理中，从车辆所使用的超声波传感器交替地发送第一振幅水平的第一发送波和比第一振幅水平大的第二振幅水平的第二发送波，并从超声波传感器接收由超声波传感器接收到的与第一发送波相对应的第一反射波和与第二发送波相对应的第二反射波。在检测处理中，基于接收水平大于规定阈值的第一反射波或第二反射波来检测障碍物。第一振幅水平被设定为：使第一反射波中的由路面反射的第一路面反射波的接收水平为规定阈值以下。第二振幅水平被设定为：使第二反射波中的从路面的一部分区域反射的第二路面反射波的接收水平大于规定阈值。在检测处理中，基于第二反射波中的不包含第二路面反射波的第二反射波来检测障碍物。

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是表示本公开的实施方式所涉及的发送波的到达范围的一例的概念图。

图3是表示本公开的实施方式所涉及的发送接收模式的切换例的概念图。

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5是表示在通常发送接收模式时检测到的障碍物的位置的一例的图。

图6a是表示在长距离发送接收模式时检测到的障碍物的位置的一例的图。

图6b是表示在长距离发送接收模式时检测到的障碍物的位置的一例的图。

图7是表示继续进行通常发送接收模式的例子的概念图。

图8是表示继续进行通常发送接收模式的例子的概念图。

图9是表示本公开的变形例所涉及的发送接收模式的切换例的概念图。

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1(参照图2)，与搭载于车辆1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)。

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

为了检测车辆1的后方的障碍物，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)，并接收发送波遇到障碍物后反射的超声波(以下称为反射波)。障碍物例如是墙壁、缘石等物体或人、动物等生物等。

此外，本实施方式列举朝向车辆1的后方发送发送波的情况为例来进行说明，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的侧方或前方发送发送波。

在本实施方式中，超声波传感器2交替地发送第一发送波(超声波)和第二发送波(超声波)。另外，超声波传感器2接收与第一发送波相对应的第一反射波(超声波)，并接收与第二发送波相对应的第二反射波(超声波)。第一发送波和第二发送波的到达范围(详细内容将使用图2在后文叙述)不同，第二发送波与第一发送波相比能够发送到更远方。

以下将超声波传感器2发送第一发送波并接收第一反射波的处理称为“通常发送接收模式”(第一发送接收模式的一例)。另外，将超声波传感器2发送第二发送波并接收第二反射波的处理称为“长距离发送接收模式”(第二发送接收模式的一例)。

而且，在本实施方式中，如图3所示，检测装置100交替地执行通常发送接收模式和长距离发送接收模式。即，检测装置100重复进行如下处理：当在单位时间t1的期间执行了通常发送接收模式时切换为长距离发送接收模式，当在单位时间t2(例如，与单位时间t1相同长度)的期间执行了长距离发送接收模式时切换为通常发送接收模式。

此外，在图3中，在通常发送接收模式与长距离发送接收模式之间所图示出的箭头是为了方便表示切换顺序而图示的，并不表示时间间隔。即，从通常发送接收模式向长距离发送接收模式的切换以及从长距离发送接收模式向通常发送接收模式的切换并不空出时间间隔，而是立即进行的。

在此，说明第一发送波、第二发送波各自的到达范围的一例。

图2是表示第一发送波和第二发送波各自的到达范围的概念图。在图2中，到达范围s1表示第一发送波的到达范围，到达范围s2表示第二发送波的到达范围。如图2所示，与到达范围s1相比，到达范围s2更广、到达距离更长。即，第二发送波的振幅水平(发送水平)大于第一发送波的振幅水平(发送水平)。

在图2中，区域41是路面40的与到达范围s1对应的区域，区域42是路面40的与到达范围s2对应的区域。另外，如图2所示，区域41包含区域43、44，区域42包含区域43、44、45。

区域43(一部分区域的一例)包含在到达范围s2中。因此，在长距离发送接收模式时，第二发送波遇到区域43后反射。第二反射波包含遇到区域43后反射的反射波(以下称为路面反射波)。

第二发送波的振幅水平被设定为：使来自区域43的反射波(第二路面反射波的一例)的接收水平大于规定阈值(包括零。以下相同)。另外，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40的反射波(第一路面反射波的一例)的接收水平为规定阈值以下。

然而，在长距离发送接收模式时，在区域43中存在障碍物的情况下，第二反射波为遇到该障碍物后反射的反射波与路面反射波相混合而成的混合波，因此存在障碍物的检测精度下降的担忧。因此，在本实施方式中，无论区域43有无障碍物，检测装置100在长距离发送接收模式时都不进行基于接收到的来自区域43的第二反射波(仅包含路面反射波的第二反射波、或者作为上述混合波的第二反射波)的障碍物的检测处理。在本实施方式中，区域43中存在的障碍物不会在长距离发送接收模式下被检测到，而是在通常发送接收模式下被检测到。

对检测装置100(例如，检测部12)而言，上述的区域43是已知的。例如，对检测装置100而言，超声波传感器2与区域43之间的距离、区域43在车辆行驶方向上的长度等是已知的。

区域44是路面40的与区域43相比距车辆1近的区域。如图2所示，区域44是与到达范围s1和到达范围s2这两方对应的区域，因此区域44中存在的障碍物在通常发送接收模式和长距离发送接收模式下都会被检测到。

区域45是路面40的与区域43相比距车辆1远的区域。如图2所示，区域45是仅与到达范围s2对应的区域，因此区域45中存在的障碍物不会在通常发送接收模式下被检测到，而是在长距离发送接收模式下被检测到。

以上说明了第一发送波、第二发送波各自的到达范围的一例。以下返回到图1的说明。

如图1所示，检测装置100具有控制部10和发送接收部18。发送接收部18具有发送电路20和接收电路30。检测装置100例如是超声波测距ecu(electroniccontrolunit：电子控制单元)。发送接收部18例如能够作为发送接收电路来实现。

控制部10具有发送接收控制部11和检测部12。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和检测部12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10的功能，也可以取代通过由cpu执行控制程序来实现的方式，而是设为控制电路那样的专用的电路来实现。

发送接收控制部11对发送电路20进行控制以从超声波传感器2交替地发送第一发送波和第二发送波。另外，例如，发送接收控制部11分别对发送电路20和接收电路30输出控制信号。向发送电路20输出的控制信号例如包含送波电压增益(也称为发送增益)的指示和送波脉冲数的变更的指示中的至少一方。另外，向接收电路30输出的控制信号例如包含受波信号增益(也称为接收增益)的指示。

如上所述，在本实施方式中，交替地发送到达范围不同的第一发送波和第二发送波。因此，发送接收控制部11对发送电路20指示第一发送波的送波电压增益(以下称为第一发送电压增益)和第二发送波的送波电压增益(以下称为第二送波电压增益)。第二送波电压增益大于第一送波电压增益。

或者，发送接收控制部11也可以取代进行第一送波电压增益和第二送波电压增益的指示，而是向接收电路30指示第一反射波的受波信号增益(以下称为第一受波信号增益)和第二反射波的受波信号增益(以下称为第二受波信号增益)。第二受波信号增益大于第一受波信号增益。

或者，发送接收控制部11也可以向发送电路20指示第一送波电压增益和第二送波电压增益，并且向接收电路30指示第一受波信号增益和第二受波信号增益。

另外，发送接收控制部11向发送电路20和接收电路30分别输出用于指示继续进行通常发送接收模式的控制信号。关于其详细内容，使用图4的流程图在后文叙述。

检测部12基于从接收电路30接收到的反射波(也称为接收信号)来检测障碍物。另外，检测部12基于发送波的速度以及从发送发送波起到接收到反射波为止的时间，来计算超声波传感器2与障碍物之间的距离。检测部12能够基于计算出的距离和已知的区域43的位置，来判别所接收到的反射波是来自哪个区域(例如，区域41～45中的哪一个区域)或哪个空间(例如，区域41～45中的哪一个区域的上方的空间)的反射波。

此外，在本实施方式中，检测部12将接收水平大于规定阈值的反射波作为障碍物的检测处理的对象，对于接收水平为规定阈值(包括零)以下的反射波，则不作为障碍物的检测处理的对象。

例如，检测部12在接收到第一反射波的情况下，判定为障碍物在区域41上。另外，检测部12计算超声波传感器2与区域41上存在的障碍物之间的距离。

另外，例如，检测部12在接收到第二反射波的情况下，判定为障碍物在区域44或区域45上。在该情况下，检测部12计算超声波传感器2与障碍物之间的距离，并将该距离与已知的区域43的位置进行比较，由此判定障碍物存在于区域44和区域45中的哪一个。

检测部12向规定装置输出表示障碍物的检测结果(上述的判定的结果)的检测结果信息。规定装置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。

检测结果信息例如既可以是仅表示有无障碍物的信息，也可以除了该信息以外还包含表示存在障碍物的区域的信息和表示障碍物与超声波传感器2之间的距离的信息中的至少一方。

发送电路20基于从发送接收控制部11接收到的控制信号，来对超声波传感器2进行控制以发送发送波。

例如，发送电路20接收包含第一送波电压增益和第二送波电压增益的指示的控制信号。然后，发送电路20指示超声波传感器2交替地进行以第一送波电压增益来发送发送波的处理(通常发送接收模式的一部分)和将所生成的发送波以第二送波电压增益来发送发送波的处理(长距离发送接收模式的一部分)。接收到该指示的超声波传感器2交替地发送第一发送波和第二发送波。

另外，例如，发送电路20在接收到包含继续进行通常发送接收模式的指示的控制信号的情况下，指示超声波传感器2继续进行以第一送波电压增益来发送发送波的处理。接收到该指示的超声波传感器2不进行第二发送波的发送，而继续发送第一发送波。

接收电路30从超声波传感器2接收第一反射波并接收第二反射波。然后，接收电路30以预先设定的受波信号增益来放大这些反射波，并对放大后的反射波进行滤波，输出到控制部10。

例如，接收电路30在从发送接收控制部11接收到包含第一受波信号增益和第二受波信号增益的指示的控制信号的情况下，进行以第一受波信号增益来放大反射波的处理(通常发送接收模式的一部分)，并进行以第二受波信号增益来放大反射波的处理(长距离发送接收模式的一部分)。

另外，例如，发送电路20在接收到包含继续进行通常发送接收模式的指示的控制信号的情况下，继续进行以第一受波信号增益来放大反射波的处理。

以上说明了检测装置100的结构。

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，发送接收部18的发送电路20和接收电路30例如图3示出的那样交替地执行通常发送接收模式和长距离发送接收模式(步骤s101)。

在检测部12基于反射波未检测到障碍物的情况下(步骤s102：否)，流程返回到步骤s101。检测部12未检测到障碍物的情况例如是指未接收到第一反射波和第二反射波中的任一个的情况、或者虽然接收到了第二反射波但是该第二反射波包含路面反射波的情况。

另一方面，检测部12在基于第一反射波和第二反射波中的任一个反射波而检测到障碍物的情况下(步骤s102：是)，向规定装置输出检测结果信息。然后，流程前进到步骤s103。

接着，检测部12判定障碍物是在通常发送接收模式和长距离发送接收模式中的哪一个模式下被检测到的(步骤s103)。换言之，检测部12判定障碍物是基于第一反射波和第二反射波中的哪一个被检测到的。

图5是表示在通常发送接收模式时检测到的障碍物的位置的一例的图。如图5所示，在通常发送接收模式时，在障碍物50存在于区域41(图2所示的区域43、44均可)的情况下，基于来自障碍物50的第一反射波而检测到区域41上的障碍物50。

图6a和图6b是表示在长距离发送接收模式时检测到的障碍物的位置的一例的图。如图6a所示，在长距离发送接收模式时，在障碍物50存在于区域44的情况下，基于来自障碍物50的第二反射波而检测到区域44上的障碍物50。或者，如图6b所示，在长距离发送接收模式时，在障碍物50存在于区域45的情况下，基于来自障碍物50的第二反射波而检测到区域45上的障碍物50。此外，如上所述，在长距离发送接收模式下，包含路面反射波的第二反射波不作为处理对象，因此在长距离发送接收模式时不会检测到区域43中存在的障碍物，该障碍物在通常发送接收模式时被检测到。

在通常发送接收模式下检测到障碍物的情况下(步骤s103：通常)，流程前进到步骤s104。在该情况下，发送接收控制部11向发送电路20和接收电路30分别输出用于指示继续进行通常发送接收模式的控制信号。接收到该控制信号的发送电路20和接收电路30继续进行通常发送接收模式(步骤s104)。

使用图7来说明步骤s104中的继续进行通常发送接收模式的一例。如图7所示，在时刻t1(通常发送接收模式时的规定的时刻)检测到障碍物的情况下，之后不进行向长距离发送接收模式的切换，而是继续进行通常发送接收模式。在时刻t1检测到的障碍物会在继续进行的通常发送接收模式下被继续检测到。

长距离发送接收模式下的消耗电力大于通常发送接收模式下的消耗电力。因此，通过如上所述那样在继续进行的通常发送接收模式下对在通常发送接收模式下检测到的障碍物进行检测，能够抑制消耗电力。另外，在长距离发送接收模式下无法检测到区域43上的障碍物。因此，通过在继续进行的通常发送接收模式下对在通常发送接收模式下检测到的区域43上的障碍物进行检测，能够可靠地继续检测障碍物。

另一方面，在长距离发送接收模式下检测到障碍物的情况下(步骤s103：长距离)，流程前进到步骤s105。

然后，检测部12判定障碍物是在区域44和区域45中的哪一个区域中被检测到的(步骤s105)。如上所述，检测部12能够判别所接收到的反射波是在哪里反射的反射波。因此，检测部12在所接收到的反射波是在区域44上的空间中反射的反射波的情况下，判定为在区域44中检测到障碍物。另一方面，检测部12在所接收到的反射波是在区域45上的空间中反射的反射波的情况下，判定为在区域45中检测到障碍物。

在区域45中检测到障碍物的情况下(步骤s105：区域45)，流程返回到步骤s101。

另一方面，在区域44中检测到障碍物的情况下(步骤s105：区域44)，流程前进到步骤s106。在该情况下，发送接收控制部11向发送电路20和接收电路30分别输出用于指示继续进行通常发送接收模式的控制信号。接收到该控制信号的发送电路20和接收电路30在从长距离发送接收模式切换为通常发送接收模式之后，继续进行通常发送接收模式(步骤s106)。

使用图8来说明步骤s106中的继续进行通常发送接收模式的一例。如图8所示，在时刻t2(长距离发送接收模式时的规定的时刻)检测到障碍物的情况下，接着向通常发送接收模式切换以后，继续进行通常发送接收模式。在时刻t2检测到的障碍物会在继续进行的通常发送接收模式下被继续检测到。由此，能够得到与步骤s104中的继续进行通常发送接收模式的情况同样的效果。

此外，在步骤s104或s106中，通常发送接收模式的继续处理例如可以在未检测到障碍物的时间点结束。在该情况下，再次返回到步骤s101的处理。

以上说明了检测装置100的动作。

如已详细叙述的那样，本实施方式的检测装置100使超声波传感器2交替地发送到达范围不同的第一发送波和第二发送波，并基于第一反射波或第二反射波来检测有无障碍物。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。以下说明变形例。

(变形例1)

在上述实施方式中，列举通常发送接收模式间和长距离发送接收模式分别以相同长度的单位时间来交替地进行的情况为例来进行了说明，但是并不限定于此。

例如，也可以使长距离发送接收模式的执行时间长于通常发送接收模式的执行时间。使用图9来说明该例子。在图9中，与图3同样地，设单位时间t1与单位时间t2为相同长度。

如图9所示，也可以是，通常发送接收模式执行单位时间t1，与此相对地，长距离发送接收模式执行单位时间t2的2倍的时长。

根据本变形例，与通常发送接收模式相比，长距离发送接收模式执行得长，因此易于检测在车辆的远方(例如，图2所示的区域45)存在的障碍物。

(变形例2)

在上述实施方式中，例如也可以是，发送接收控制部11在车辆1的车速为阈值以上的情况下，向发送电路20和接收电路30输出用于指示继续进行长距离发送接收模式的控制信号。此外，发送接收控制部11例如从未图示的车速传感器接收表示车辆1的车速的信息(以下相同)。

或者，例如也可以是，发送接收控制部11在超声波传感器2与障碍物之间的距离为阈值以上的情况下，向发送电路20和接收电路30输出用于指示继续进行长距离发送接收模式的控制信号。

或者，例如也可以是，发送接收控制部11在车辆1的车速为阈值以上且超声波传感器2与障碍物之间的距离为阈值以上的情况下，向发送电路20和接收电路30输出用于指示继续进行长距离发送接收模式的控制信号。

接收到上述控制信号的发送电路20和接收电路30不进行向通常发送接收模式的切换，而是继续进行长距离发送接收模式。

此外，也可以取代继续进行长距离发送接收模式的方式，而是如在变形例1中说明的那样，使长距离发送接收模式的执行时间增加为比通常发送接收模式的执行时间长(参照图9)。

根据本变形例，在车辆1的车速大的情况、或者在车辆的远方(例如，图2示出的区域45)存在障碍物的情况、或者车辆1的车速大且在车辆的远方存在障碍物的情况下，易于检测该障碍物。

产业上的可利用性

本公开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；12：检测部；18：发送接收部；20：发送电路；30：接收电路；40：路面；41：区域(与第一发送波的到达范围对应的区域)；42：区域(与第二发送波的到达范围对应的区域)；43：区域(一部分区域)；44：区域(距车辆近的区域)；45：区域(距车辆远的区域)；50：障碍物；100：检测装置；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)。