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公開番号2025152437
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024054333
出願日2024-03-28
発明の名称音波処理装置、ソナー装置及び車両
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 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】複数の音波送受波部から検知対象物までの距離を正確に算出する。
【解決手段】反射波識別部(6)は、各搬送波(WA1、WA2、WB1、WB2、WC1、WC2)と対応する個別の反射波(RA1、RA2、RB1、RB2、RC1、RC2)を識別しない場合に、受波信号(RS)を不定受波信号(RN)と判定し、反射波識別部(6)が不定受波信号(RN)を判定した場合において、不定受波信号(RN)と個別の反射波(RA1、RA2、RB1、RB2、RC1、RC2)との識別順及び識別のタイミングに応じて、各音波受波部(21、22、23)と検知対象物(600)との距離(L1、L2、L3)を算出するように構成された検知距離算出部(8)を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
波形が異なるとともにそれぞれ異なる間隔で音波送波部から送波された搬送波の識別対象物で反射された反射波を受波し、前記反射波に応じて前記音波送波部から検知対象物までの距離を検出するように構成された音波処理装置であって、
音波を受波可能なように構成された音波受波部で受波した音波に基づいて受波信号を生成するように構成された受波信号生成部と、
参照データを格納するように構成された参照データ格納部と、
前記受波信号と前記参照データとの相関に基づいて、前記搬送波と対応する個別の反射波を識別するように構成された反射波識別部と、を備え、
前記反射波識別部は、各前記搬送波と対応する個別の前記反射波を識別しない場合に、前記受波信号を不定受波信号と判定し、
前記反射波識別部が前記不定受波信号を判定した場合において、前記不定受波信号と個別の前記反射波との識別順及び識別のタイミングに応じて、前記検知対象物と前記音波受波部との距離を算出するように構成された検知距離算出部を備えるように構成された音波処理装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記搬送波を送波可能なように構成された複数の音波送波部からそれぞれ異なる波形及び異なる送波間隔で前記搬送波を送波させる駆動信号を生成可能に構成された音波駆動部を備えるように構成された請求項１に記載の音波処理装置。
【請求項３】
前記音波駆動部は、異なる波形を有するそれぞれの前記搬送波のうち、１つずつの前記搬送波が同期して送波されるように前記駆動信号を生成するように構成された請求項２に記載の音波処理装置。
【請求項４】
前記反射波識別部が個別の前記反射波を識別した後に前記不定受波信号を判定した場合、前記検知距離算出部が、各前記搬送波の送波時刻と個別の前記反射波の識別時刻とに基づいて、各前記音波送波部から前記検知対象物までの距離を算出するように構成された請求項１に記載の音波処理装置。
【請求項５】
前記音波駆動部は最初の前記搬送波が同期するように各前記音波送波部を動作させる場合において、前記反射波識別部が前記不定受波信号を判定した後、個別の前記反射波を識別した場合、個別の前記反射波の受信時刻から個別の前記反射波に対応する各前記搬送波の送波間隔だけ遡った時刻が一致したとき、前記検知距離算出部は、各前記音波送波部と前記検知対象物とが等距離であると判定するように構成された請求項３に記載の音波処理装置。
【請求項６】
前記反射波識別部が前記不定受波信号を判定した後に個別の前記反射波を検出した場合、前記検知距離算出部が、各前記搬送波の送波時刻と個別の前記反射波の識別時刻とに基づいて、各前記音波送波部から前記検知対象物までの距離を算出するように構成された請求項１に記載の音波処理装置。
【請求項７】
前記音波駆動部が最後の前記搬送波が同期するように各前記音波送波部を動作させる場合において、前記反射波識別部が個別の前記反射波を識別した後に前記不定受波信号を判定した場合、個別の前記反射波の受信時刻から個別の前記反射波に対応する各前記搬送波の送波間隔だけ進んだ時刻が一致したとき、前記検知距離算出部が、各前記音波送波部と前記検知対象物とが等距離であると判定するように構成された請求項３に記載の音波処理装置。
【請求項８】
前記搬送波の周波数が、人間の可聴域の周波数の上限よりも高い周波数である請求項１に記載の音波処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の前記音波処理装置と、
前記搬送波を送波可能なように構成された複数の音波送波部と、
音波を受波可能なように構成された複数の前記音波受波部と、
を備えるように構成されたソナー装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のソナー装置を備えるように構成された車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波処理装置に関するものであり、音波処理装置を用いたソナー装置及び車両に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、音波を発生させて障害物で反射された反射波を計測することにより障害物までの距離を測定するソナー装置が知られている。このようなソナー装置は、例えば、車両に備えられて、車間距離を測定する超音波ソナーに用いられる（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／００４６０９号
【０００４】
［概要］
このようなソナー装置を用いた超音波ソナーでは、音波を送波する音波送波部を複数個備えるとともに、各音波送波部に対応した複数個の音波受波部を備える構成が用いられる。このような構成において、複数の音波送波部及び音波受波部と、障害物との距離によっては、反射波が重ね合わされて正確な距離の測定が困難になる場合があった。
【０００５】
本開示の一態様による音波処理装置は、周波数変化のパターンが異なるとともにそれぞれ異なる間隔で送波された搬送波の検知対象物で反射された反射波を受波し、前記反射波に応じて前記検知対象物までの距離を検出するように構成される。異なる周波数変化のパターンを有するそれぞれの前記搬送波のうち、最初の前記搬送波又は最後の前記搬送波が同期して送波されている。音波を受波可能なように構成された音波受波部で受波した音波に基づいて受波信号を生成するように構成された受波信号生成部と、参照データを格納するように構成された参照データ格納部と、前記受波信号と前記参照データとの相関に基づいて、前記搬送波と対応する個別の反射波を識別するように構成された反射波識別部と、を備える。前記反射波識別部は、各前記搬送波と対応する個別の前記反射波を識別しない場合に、前記受波信号を不定受波信号と判定する。前記反射波識別部が前記不定受波信号を判定した場合において、前記不定受波信号と個別の前記反射波との識別順及び識別のタイミングに応じて、前記検知対象物と前記音波受波部との距離を算出するように構成された検知距離算出部を有するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本発明の一実施形態にかかる音波処理装置を用いたソナー装置の構成を示す図である。
図２は、音波処理装置の構成を示す図である。
図３は、ソナー装置と検知対象物の相対位置を示す概略平面図である。
図４は、音波処理装置の動作を示す図である。
図５は、第１状態の反射波及び不定受波信号の識別状態を示す図である。
図６は、第２状態の反射波及び不定受波信号の識別状態を示す図である。
図７は、第３状態の反射波及び不定受波信号の識別状態を示す図である。
図８は、第１変形例のソナー装置の概略図である。
図９は、第１変形例における搬送波の送波状態を示す図である。
図１０Ａは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１０Ｂは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１０Ｃは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１０Ｄは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１０Ｅは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１０Ｆは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１０Ｇは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１０Ｈは、ソナー装置で生成された音波信号を示す図である。
図１１は、第２変形例のソナー装置から送波される搬送波の例を示す図である。
図１２は、ソナー装置が用いられる装置の一例である車両の概略図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
＜ソナー装置＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる音波処理装置１を用いたソナー装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、ソナー装置１００は、外部に向かって超音波域（人間の可聴域を超えた周波数帯域を指し、一般には２０ｋＨｚ以上）の搬送波を送波し、検知対象物６００で反射された反射波を検知する。そして、ソナー装置１００では、搬送波の送波から反射波の受波までの時間に基づいて、検知対象物６００までの距離を測定する。すなわち、ソナー装置１００は、いわゆるＴＯＦ（Time of Flight）方式により距離測定を行う。ソナー装置１００は、音波処理装置１と、第１音波送受波素子２１と、第２音波送受波素子２２とを備える。
【０００９】
＜第１音波送受波素子２１及び第２音波送受波素子２２＞
第１音波送受波素子２１及び第２音波送受波素子２２は、いわゆる、圧電素子である。第１音波送受波素子２１及び第２音波送受波素子２２は、その両端間に印加される電圧信号に応じて機械的変位（振動）を生じる特性を持ち、搬送波の送波できる。また、第１音波送受波素子２１及び第２音波送受波素子２２は、自身に加わる機械的変位（振動）に応じてその両端間に起電力を生じる特性を備える。第１音波送受波素子２１及び第２音波送受波素子２２は、この起電力を生じる特性を利用して、検知対象物６００で反射した反射波を含む音波Ｓｄを受波できる。
【００１０】
なお、第１音波送受波素子２１及び第２音波送受波素子２２は、圧電素子に限定されず、超音波を送波及び受波できる構成の素子を広く採用することができる。また、第１音波送受波素子２１及び第２音波送受波素子２２は、搬送波を送波する構成と、反射波を受波する構成とが分離された構成であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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