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公開番号2025040064
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-24
出願番号2023146736
出願日2023-09-11
発明の名称信号処理装置、超音波センサ、および車両
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類G01S 7/537 20060101AFI20250314BHJP(測定;試験)
要約【課題】反射波の識別を効果的に行うことができる信号処理装置を提供する。
【解決手段】信号処理装置(10)は、超音波受信素子(3)の出力に基づいて受信信号(RS)を生成するように構成される受信部(4)と、前記受信信号の周波数を検出するように構成される周波数検出部(53)と、一定区間における前記受信信号の周波数の変動と、前記変動の期待値との一致度を算出するように構成される一致度算出部(54)と、を備え、前記一致度算出部は、前記超音波送信素子により送信しようとした前記搬送波の周波数変化に対する応答の遅れを考慮した周波数パターンを前記期待値として、前記一致度を算出する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
超音波受信素子の出力に基づいて受信信号を生成するように構成される受信部と、
前記受信信号の周波数を検出するように構成される周波数検出部と、
一定区間における前記受信信号の周波数の変動と、前記変動の期待値との一致度を算出するように構成される一致度算出部と、
を備え、
前記一致度算出部は、前記超音波送信素子により送信しようとした前記搬送波の周波数変化に対する応答の遅れを考慮した周波数パターンを前記期待値として、前記一致度を算出する、信号処理装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記一致度算出部は、
前記周波数検出部から出力される周波数信号のデータを格納するように構成されるバッファメモリと、
前記バッファメモリに格納されるデータと、前記期待値のデータとに基づいて誤差積分値を算出するように構成される誤差積分部と、
を有する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記一致度算出部は、
前記バッファメモリに格納されるデータと、基準点と、前記期待値のデータに基づいてシフト量を決定するように構成されるシフト量決定部と、
前記バッファメモリに格納されるデータを前記シフト量を用いてシフト補正するように構成される補正部と、
を有する、請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記一致度算出部は、
前記バッファメモリに格納されるデータと、基準点と、前記期待値のデータに基づいてシフト量を決定するように構成されるシフト量決定部と、
前記期待値のデータを前記シフト量を用いてシフト補正するように構成される補正部と、
を有する、請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記一致度算出部は、前記受信信号の周波数データおよび前記期待値のデータのそれぞれの基準点におけるデータに基づいて補正量を算出し、前記周波数データあるいは前記期待値のデータを前記補正量で補正し、前記一致度を算出する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記受信信号から振幅信号を抽出するように構成される振幅検出部と、
前記振幅信号と第１しきい値を比較する比較器と、
を備え、
前記比較器により反射波があると判定すると、前記一致度算出部は算出を開始する、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記受信信号から振幅信号を抽出するように構成される振幅検出部と、
前記振幅信号のピークを検出するように構成される振幅ピーク検出部と、
前記振幅信号のピークが検出されたタイミングから第１所定時間だけずれたタイミングの前後の期間における前記一致度の最大値を、確定一致度として決定するように構成される一致度決定部と、
を備える、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記受信信号から振幅信号を抽出するように構成される振幅検出部と、
前記振幅信号が第２しきい値を上回ったことを検出するように構成される検出部と、
前記検出部により検出されたタイミングから第２所定時間だけ後のタイミングの前後の期間における前記一致度の最大値を、確定一致度として決定するように構成される一致度決定部と、
を備える、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記受信信号から振幅信号を抽出するように構成される振幅検出部と、
前記振幅信号が第３しきい値を下回ったことを検出するように構成される検出部と、
前記検出部により検出されたタイミングから第３所定時間だけ前のタイミングの前後の期間における前記一致度の最大値を、確定一致度として決定するように構成される一致度決定部と、
を備える、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記期待値のデータは、自身の超音波センサから送信される搬送波の周波数変調に加えて、自身とは別の超音波センサから送信される搬送波の周波数変調に対応するよう、複数種類設定される、請求項１に記載の信号処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号処理装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を発生させて障害物からの反射波が返ってくるまでの時間ＴＯＦ（Time
Of Flight）を計測することにより障害物までの距離を測定する超音波センサが知られて
いる（例えば、特許文献１）。このような超音波センサは車両に搭載されることが多く、一例として車載用クリアランスソナーが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／００４６０９号
【０００４】
［概要］
超音波センサでは、自身が送波した搬送波による反射波と、別の超音波センサが送波した搬送波による反射波とを識別する必要がある場合がある。
【０００５】
上記状況に鑑み、本開示は、反射波の識別を効果的に行うことができる信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本開示の一態様に係る信号処理装置は、超音波受信素子の出力に基づいて受信信号を生成するように構成される受信部と、
前記受信信号の周波数を検出するように構成される周波数検出部と、
一定区間における前記受信信号の周波数の変動と、前記変動の期待値との一致度を算出するように構成される一致度算出部と、
を備え、
前記一致度算出部は、前記超音波送信素子により送信しようとした前記搬送波の周波数変化に対する応答の遅れを考慮した周波数パターンを前記期待値として、前記一致度を算出する構成としている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、超音波センサの構成例を示す図である。
図２は、搬送波および反射波に含まれる周波数信号の波形例を示す図である。
図３は、受信信号および周波数信号の波形例を示す図である。
図４は、周波数信号の波形例と期待値パターンの一例を示す図である。
図５は、反射波識別部の構成例を示す図である。
図６は、一致度算出部の第１構成例を示す図である。
図７は、各種信号の波形例を示す図である。
図８は、振幅信号および一致度の波形例を示す図である。
図９は、一致度算出部の第２構成例を示す図である。
図１０は、周波数信号の補正例を示す図である。
図１１は、一致度算出部の第３構成例を示す図である。
図１２は、一致度をアナログ出力するための構成を示す図である。
図１３は、変換部における変換特性の一例を示す図である。
図１４は、車両の一例を示す外観図である。
【０００８】
[詳細な説明]
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
＜超音波センサの全体構成＞
図１は、超音波センサの構成例を示す図である。図１に示す超音波センサ１００は、信号処理装置１０と、超音波送受信素子３と、を備える。超音波送受信素子３Ｘは、超音波センサ１００とは別の超音波センサに備えられる。
【００１０】
超音波送受信素子３は、超音波を発するとともに、対象物２００で反射した超音波（物体からの反射波）を受け取る。超音波送受信素子３は、圧電素子により構成される。なお、図１の構成とは異なり、圧電素子は、送信専用と受信専用に分けて設けてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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