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公開番号2025084400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198278
出願日2023-11-22
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 7/526 20060101AFI20250527BHJP(測定;試験)
要約【課題】地面における超音波の反射による誤検知を抑制できる信号処理装置を提供する。
【解決手段】信号処理装置(101A)は、超音波センサ素子(1)の出力に基づいて反射波信号(RS)を出力するように構成される受信回路(3)と、前記反射波信号の振幅信号(AS)および位相信号(PS)を抽出するように構成される抽出部(9)と、前記位相信号の時間変化と前記振幅信号に基づいて前記反射波信号の検知結果としての検知信号(DT)を生成するように構成される検知部(15)と、を備える。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
超音波センサ素子の出力に基づいて反射波信号を出力するように構成される受信回路と、
前記反射波信号の振幅信号および位相信号を抽出するように構成される抽出部と、
前記位相信号の時間変化と前記振幅信号に基づいて前記反射波信号の検知結果としての検知信号を生成するように構成される検知部と、
を備える、信号処理装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記検知信号をしきい値と比較するように構成される比較器をさらに備える、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記位相情報の時間変化に基づき、対象物での超音波の反射の検知度合いを表す検知度を決定するように構成される検知度決定部を有し、
前記検知信号は、前記検知度に基づいて生成される、請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記検知部は、前記位相信号に対して微分処理を行い、微分信号を出力するように構成される微分器を有し、
前記検知度決定部は、前記微分信号に基づいて前記検知度を出力する、請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記検知度決定部は、前記微分信号の絶対値をとることで絶対値信号を出力するように構成される絶対値出力部を有する、請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記検知度決定部は、前記絶対値信号の移動平均によって平均値信号を出力するように構成される移動平均部を有する、請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記検知度決定部は、前記平均値信号に基づいて計算あるいはテーブルを用いて前記検知度を決定するように構成される検知度出力部を有する、請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記検知部は、前記検知度と前記振幅信号を乗算することで前記検知信号を出力するように構成される乗算器を有する、請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記検知部は、前記検知度に応じて前記振幅信号の出力有無を決定することで前記検知信号を出力するように構成される振幅出力部を有する、請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の信号処理装置と、前記超音波センサ素子と、を備える超音波センサ。
（【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 1,900 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］
超音波センサが車両などに取り付けられる場合、送波した超音波が地面で反射して超音波センサにより受波されることで誤検知が発生する可能性があった。
【０００５】
上記状況に鑑み、本開示は、地面における超音波の反射による誤検知を抑制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、
超音波センサ素子の出力に基づいて反射波信号を出力するように構成される受信回路と、
前記反射波信号の振幅信号および位相信号を抽出するように構成される抽出部と、
前記位相信号の時間変化と前記振幅信号に基づいて前記反射波信号の検知結果としての検知信号を生成するように構成される検知部と、
を備える構成としている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、超音波センサを車両に適用した例を示す図である。
図２は、超音波センサによる超音波の送波および受波を示す模式図である。
図３は、反射波ＵＳ２による反射波信号ＲＳの一例を示す図である。
図４は、超音波センサと地面を示す模式的な斜視図である。
図５は、各反射波ＵＳ１２による反射信号ＲＳ１～ＲＳＮと、反射信号ＲＳ１～ＲＳＮを合成して得られる反射信号ＲＳの各波形例を示す図である。
図６は、比較例に係る超音波センサの構成を示す図である。
図７は、対象物における反射による反射波ＵＳ２を受波した場合の反射波信号ＲＳと、反射波信号ＲＳに対する振幅信号ＡＳの一例を示す図である。
図８は、地面における反射による反射波信号ＲＳ１～ＲＳＮと、反射波信号ＲＳ１～ＲＳＮを合成して得られる反射波信号ＲＳと、反射波信号ＲＳに対する振幅信号ＡＳの一例を示す図である。
図９は、対象物における反射による反射波号ＲＳと、反射波信号ＲＳの位相ＰＨの各波形例を示す図である。
図１０は、地面における反射による反射波信号ＲＳ１～ＲＳＮと、反射波信号ＲＳ１～ＲＳＮを合成した反射波信号ＲＳと、反射波信号ＲＳの位相ＰＨの各波形例を示す図である。
図１１は、第１実施形態に係る超音波センサの構成を示す図である。
図１２は、第１実施形態に係る信号処理装置における各種信号の波形例を示す図である（対象物における反射の場合）。
図１３は、第１実施形態に係る信号処理装置における各種信号の波形例を示す図である（地面における反射の場合）。
図１４は、第２実施形態に係る超音波センサの構成を示す図である。
【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】
＜車両に搭載される超音波センサ＞
図１には、超音波センサ１０Ｘを搭載した車両２００と、対象物（障害物）３００とが示されている。超音波センサ１０Ｘから送波された超音波は、対象物３００で反射して反射波として超音波センサ１０Ｘにより受波される。超音波センサ１０Ｘは、超音波を送波してから受波するまでの時間を測定することで距離を測定する。超音波センサ１０Ｘとして、以下説明する各種の超音波センサが適用されうるが、超音波センサの適用対象は車両には限らない。
【００１０】
＜超音波の反射＞
ここで、超音波の反射について説明する。図２は、超音波センサによる超音波の送波および受波を示す模式図である。図２には、超音波センサ１０Ｘ、対象物３００、および地面４００が図示される。なお、図２は、側面から視た模式図である。超音波センサ１０Ｘは、例えば車両のバンパーなどに設けられ、地面４００から高さＨの位置に配置される。対象物３００は、検知したい物体（例えばポールまたは壁など）である。超音波センサ１０Ｘは超音波センサ素子（図２では図示せず）を含み、当該超音波センサ素子から超音波が送波される。
（【００１１】以降は省略されています）

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