JP2000171558A - Speed measuring apparatus - Google Patents

Speed measuring apparatus

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JP2000171558A
JP2000171558A JP34422698A JP34422698A JP2000171558A JP 2000171558 A JP2000171558 A JP 2000171558A JP 34422698 A JP34422698 A JP 34422698A JP 34422698 A JP34422698 A JP 34422698A JP 2000171558 A JP2000171558 A JP 2000171558A
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a speed measuring apparatus by which the speed of a moving body can be measured stably and precisely even under various conditons that the cause of a meauring error exists. SOLUTION: A central processing part 22 which constitutes this speed measuring apparatus 20 finds frequencies at upper second largest peaks on the basis of the distribution of a spectrum which is found when received data D(E1) based on a reflected echo Rw is FFT-computed. Out of them, the frequency whose value is larger is used as a target frequency corresponding the the speed (v) of a moving body, and the estimated speed (v0) of the moving body is found. Then, the found estimated speed (v0) is used as a new speed v (new), the new speed v (new) which is found in a previous processing operation is used as an old speed v (old). When the difference Δv between the new speed v (new) and the old speed v (old) is smaller than a prescribed value (vr), the new speed v (new) is adopted as the present speed (v) of the moving body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、移動体、例え
ば、車両等の速度を計測するための速度計測装置、また
は、移動体、例えば、船舶等の対地速度を計測するため
のドップラソナー等の速度計測装置に関し、一層詳細に
は、前記車両等または前記船舶等から送信された超音波
が路面または水底(海底)に反射して帰来するエコー波
のドップラ周波数成分を計測し、このドップラ周波数成
分に基づいて、前記車両等または前記船舶等の速度を得
る速度計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed measuring device for measuring the speed of a moving body, for example, a vehicle, or a Doppler sonar for measuring the ground speed of a moving body, for example, a ship. More specifically, a velocity measuring device measures the Doppler frequency component of an echo wave that is returned by reflection of ultrasonic waves transmitted from the vehicle or the ship or the like on a road surface or a water bottom (sea bottom), and this Doppler frequency component is measured. A speed measuring device for obtaining the speed of the vehicle or the like or the ship or the like based on the speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、移動体である車両には、該車
両に搭載されたナビゲーションシステム、ABS装置、
サスペンション制御装置等の外部装置において利用され
る前記車両の速度を計測するための装置(以下、第1の
車速計測装置と記す。)が搭載されている。この第1の
車速計測装置は、一般に、車両の各車輪に装着された車
輪速センサで計測された前記車輪の回転速度に基づい
て、車両の速度を求めるように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle which is a moving body is provided with a navigation system, an ABS device,
A device for measuring the speed of the vehicle used in an external device such as a suspension control device (hereinafter, referred to as a first vehicle speed measuring device) is mounted. The first vehicle speed measurement device is generally configured to determine the speed of the vehicle based on the rotation speed of the wheel measured by a wheel speed sensor mounted on each wheel of the vehicle.

【0003】ところで、第1の車速計測装置によって求
められた車両の速度には、車輪の空気圧の変化、車両の
積み荷重量の変化、車輪のサイズ、車輪に生じるスリッ
プ等の影響により誤差が生じる場合がある。従って、前
記第1の車速計測装置においては、高い計測精度を得る
ことが困難な場合が生じていた。
[0003] In the meantime, an error may occur in the speed of the vehicle obtained by the first vehicle speed measuring device due to the influence of changes in the air pressure of the wheels, changes in the amount of load on the vehicle, the size of the wheels, slip generated on the wheels, and the like. There is. Therefore, in the first vehicle speed measurement device, it has been difficult to obtain high measurement accuracy in some cases.

【0004】そこで、近時、車速計測装置の計測精度を
さらに向上させる目的で、超音波ドップラ法を用いて車
両の速度を計測する装置(以下、第2の車速計測装置と
記す。)の開発・実用化が進められている。
Therefore, recently, in order to further improve the measurement accuracy of a vehicle speed measuring device, a device for measuring the speed of a vehicle using an ultrasonic Doppler method (hereinafter referred to as a second vehicle speed measuring device) has been developed.・ Practical application is in progress.

【0005】図5に、第2の車速計測装置1の構成を示
す。この第2の車速計測装置1は、速度vで走行する車
両3に装着された超音波送受波器5を有する。この超音
波送受波器5は、演算回路7からの信号に基づいて、車
両3が走行している路面Aに対して周波数(以下、基準
周波数と記す。)faのトーンバースト波Twを、前記
車両3の前方に所定の俯角θで送信する。
FIG. 5 shows the configuration of the second vehicle speed measuring device 1. The second vehicle speed measuring device 1 has an ultrasonic transducer 5 mounted on a vehicle 3 traveling at a speed v. The ultrasonic transducer 5 transmits a tone burst wave Tw having a frequency (hereinafter referred to as a reference frequency) fa to the road surface A on which the vehicle 3 is traveling, based on a signal from the arithmetic circuit 7. The signal is transmitted to the front of the vehicle 3 at a predetermined depression angle θ.

【0006】また、超音波送受波器5は、トーンバース
ト波Twが前記路面Aに反射して帰来する反射エコーR
wを受信する。なお、超音波送受波器5における受波ビ
ームは、メインローブMLが俯角θに一致するように設
定されている。そして、超音波送受波器5で得られた反
射エコーRwに基づく受信信号は演算回路7に供給され
る。演算回路7は、反射エコーRwの周波数(以下、標
的周波数と記す。)fbを求めるとともに、この標的周
波数fbと前記基準周波数faとから、車両3の速度v
を求める。なお、標的周波数fbと基準周波数faとの
差(fb−fa)をドップラ周波数成分Δfとも記す。
[0006] The ultrasonic transmitter / receiver 5 generates a reflected echo R which is returned by the reflection of the tone burst wave Tw on the road surface A.
w. The receiving beam in the ultrasonic transducer 5 is set such that the main lobe ML coincides with the depression angle θ. Then, a received signal based on the reflected echo Rw obtained by the ultrasonic transducer 5 is supplied to the arithmetic circuit 7. The arithmetic circuit 7 calculates the frequency fb of the reflected echo Rw (hereinafter, referred to as target frequency) fb, and calculates the speed v of the vehicle 3 from the target frequency fb and the reference frequency fa.
Ask for. Note that the difference (fb−fa) between the target frequency fb and the reference frequency fa is also referred to as a Doppler frequency component Δf.

【0007】ここで、車両3の速度vは、音速Cおよび
基準周波数faを用いて、標的周波数fb(すなわち、
ドップラ周波数成分Δf)の関数として表される。従っ
て、標的周波数fbを得ることにより、前記関数に基づ
いて車両3の速度vを求めることができる。
Here, the speed v of the vehicle 3 is calculated using the sound speed C and the reference frequency fa by using the target frequency fb (that is, the target frequency fb).
It is expressed as a function of the Doppler frequency component Δf). Therefore, by obtaining the target frequency fb, the speed v of the vehicle 3 can be obtained based on the function.

【0008】なお、船舶の対地速度を計測するための装
置であるドップラソナーは、第2の車速計測装置1と同
様に構成することができる。すなわち、ドップラソナー
は、例えば、船底に装着された超音波送受波器を有し、
この超音波送受波器から水底(海底)に向けて送信され
た超音波(トーンバースト波)が前記海底に反射して帰
来した反射エコーを受信する。そして、この反射エコー
のドップラ周波数成分に基づいて、船舶の対地速度を計
測する。
The Doppler sonar, which is a device for measuring the ground speed of a ship, can be configured similarly to the second vehicle speed measuring device 1. That is, Doppler sonar, for example, has an ultrasonic transducer mounted on the bottom of the ship,
Ultrasonic waves (tone burst waves) transmitted from the ultrasonic transducer toward the water floor (sea floor) are reflected on the sea floor and receive reflected echoes. Then, the ground speed of the ship is measured based on the Doppler frequency component of the reflected echo.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第2の車速計測装置1においては、雨天時等に使用され
た場合、計測された速度vに誤差が生じるおそれがあ
る。これは、雨天時等のように路面Aが濡れている状況
下では、前記路面Aが超音波に対して鏡面に近い状態と
なるためである。この場合、超音波送受波器5から所定
の俯角θで送信されたトーンバースト波Twの大半は路
面Aで正反射してしまい、受波ビームのメインローブM
Lによって前記超音波送受波器5に受信される反射エコ
ーRwのレベルが低くなってしまう。従って、超音波送
受波器5において反射エコーRwを確実に受信すること
は困難となる。
However, in the second vehicle speed measuring device 1 described above, when used in rainy weather or the like, an error may occur in the measured speed v. This is because, when the road surface A is wet, such as when it is raining, the road surface A is close to a mirror surface for ultrasonic waves. In this case, most of the tone burst wave Tw transmitted from the ultrasonic transducer 5 at the predetermined depression angle θ is specularly reflected on the road surface A, and the main lobe M of the received beam is
L causes the level of the reflected echo Rw received by the ultrasonic transducer 5 to be low. Therefore, it is difficult to reliably receive the reflected echo Rw in the ultrasonic transducer 5.

【0010】このような、雨天時等に発生する問題を回
避するためには、低いレベルの反射エコーRwをも確実
に受信すべく、演算回路7を構成する受信回路(図示せ
ず)の利得を大きくする方法が考えられる。
In order to avoid such a problem that occurs in rainy weather or the like, the gain of a receiving circuit (not shown) constituting the arithmetic circuit 7 is used to reliably receive the low-level reflected echo Rw. Can be considered.

【0011】ところで、超音波送受波器5においては、
該超音波送受波器5から略真下方向に送信されたトーン
バースト波Twの反射エコーRwが、受波ビームのサイ
ドローブSLによっても受信されている。従って、受信
回路の利得を大きくした場合、サイドローブSLによっ
て受信された反射エコーRwの影響が受信信号の中で支
配的となる。このような受信信号に基づいて車両3の速
度vが求められた場合には、速度vの計測精度が低下し
てしまう不都合があった。
By the way, in the ultrasonic transducer 5,
The reflected echo Rw of the tone burst wave Tw transmitted from the ultrasonic transducer 5 substantially downward is also received by the side lobe SL of the received beam. Therefore, when the gain of the receiving circuit is increased, the influence of the reflected echo Rw received by the side lobe SL becomes dominant in the received signal. When the speed v of the vehicle 3 is obtained based on such a reception signal, there is a disadvantage that the measurement accuracy of the speed v is reduced.

【0012】また、雨天時等に計測された速度vに誤差
が生じる原因として、車両3の前方を走行している他の
車両によって巻き上げられる水飛沫の影響があげられ
る。車両が、例えば、数10km/h以上の速度で走行
した場合、該車両の後方には、大量の水飛沫が巻き上げ
られることとなる。このように、車両3の前方に大量の
水飛沫が存在する状況で速度vの計測が行われた場合、
上述した濡れた路面Aによって生じる計測誤差の要因
(超音波送受波器5において、メインローブMLによっ
て受信される反射エコーRwのレベルの低下や、サイド
ローブSLによって受信される反射エコーRwの受信信
号中における影響の増大)に加えて、さらに、水飛沫に
反射して帰来する反射エコーRwによる誤差要因が重畳
される。
A cause of an error in the speed v measured in rainy weather or the like is an effect of water splashing up by another vehicle running ahead of the vehicle 3. When a vehicle travels at a speed of, for example, several tens of km / h or more, a large amount of water droplets will be wound behind the vehicle. As described above, when the speed v is measured in a situation where a large amount of water droplets exist in front of the vehicle 3,
The cause of the measurement error caused by the wet road surface A described above (in the ultrasonic transducer 5, the level of the reflected echo Rw received by the main lobe ML decreases, and the reception signal of the reflected echo Rw received by the side lobe SL) In addition to the above, the error factor due to the reflected echo Rw that is reflected and returned from the water droplets is superimposed.

【0013】水飛沫からの反射エコーRwの周波数は、
トーンバースト波Twの基準周波数faに対して、広い
帯域にほぼ均一に分布することが実験的に判っている。
このような分布を有する周波数から、路面Aに反射して
帰来し、超音波送受波器5においてメインローブMLに
よって受信された反射エコーRwの標的周波数fbを得
るための方法としては、超音波送受波器5で受信される
反射エコーRwの周波数の平均値を標的周波数fbとし
て算出するゼロクス法や、複素自己相関法等が採用可能
であるが、このような方法を用いて速度vを求めた場
合、計測精度の低下をもたらすおそれがあった。
The frequency of the reflected echo Rw from the water droplet is
It has been experimentally found that the tone burst wave Tw is distributed almost uniformly over a wide band with respect to the reference frequency fa.
As a method for obtaining a target frequency fb of the reflected echo Rw reflected from the frequency A having such a distribution and returned to the road surface A and received by the main lobe ML in the ultrasonic transducer 5, the ultrasonic transceiver The Xerox method of calculating the average value of the frequency of the reflected echo Rw received by the wave device 5 as the target frequency fb, the complex autocorrelation method, or the like can be adopted, but the velocity v is obtained by using such a method. In such a case, there is a possibility that the measurement accuracy is reduced.

【0014】また、上述のドップラソナーがプランクト
ンなどの海中浮遊物が多い海域で使用された場合、前記
第2の車速計測装置1における水飛沫等による影響と同
様に、前記プランクトンに反射して帰来する反射エコー
の影響によって、計測される船舶の対地速度に誤差が生
じるおそれがあった。
When the above-mentioned Doppler sonar is used in a sea area where there are a lot of floating substances in the sea, such as plankton, the Doppler sonar is reflected on the plankton and returned as in the case of the influence of water droplets in the second vehicle speed measuring device 1. Due to the influence of the reflected echo, there is a possibility that an error may occur in the measured ground speed of the ship.

【0015】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、計測誤差の要因が存在する様々な条件
下においても移動体の速度を安定かつ正確に計測するこ
とが可能な速度計測装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and has a speed measurement capable of stably and accurately measuring the speed of a moving body even under various conditions in which a measurement error factor exists. It is intended to provide a device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明に係る速度計測
装置は、超音波を用いて移動体の速度を計測する装置で
あって、前記移動体から所定の方向に対して超音波を送
信する送信手段と、前記超音波がターゲットに反射して
帰来する超音波エコーを受信して受信情報を得る受信手
段と、前記受信手段からの受信情報をサンプリングする
タイミングを検出するタイミング検出手段と、前記タイ
ミングに基づいて前記受信情報をサンプリングし、該受
信情報にFFT演算を施すことによりスペクトラム分布
を得る第1演算手段と、前記スペクトラム分布から前記
移動体の速度に対応するドップラ周波数成分を抽出する
第2演算手段と、前記ドップラ周波数成分に基づいて、
前記移動体の前記ターゲットに対する速度を求める第3
演算手段と、を有することを特徴とする(請求項1記載
の発明)。
A velocity measuring device according to the present invention is a device for measuring the speed of a moving body using ultrasonic waves, and transmits ultrasonic waves from the moving body in a predetermined direction. Transmitting means, receiving means for receiving received ultrasonic echoes of the ultrasonic waves reflected back to the target to obtain received information, timing detecting means for detecting the timing of sampling the received information from the receiving means, First calculating means for sampling the received information based on a timing and performing an FFT operation on the received information to obtain a spectrum distribution; and extracting a Doppler frequency component corresponding to the speed of the moving object from the spectrum distribution. 2 calculation means, and based on the Doppler frequency component,
A third step of determining a speed of the moving object with respect to the target;
And an arithmetic means (the invention according to claim 1).

【0017】この場合、前記第2演算手段においては、
前記スペクトラム分布から、大きさが上位2番目までの
ピークにおける周波数が選択され、この周波数に基づい
て前記ドップラ周波数成分が抽出される。そして、前記
第3演算手段においては、前記ドップラ周波数成分に基
づいて新しい速度が求められ、この新しい速度と、同様
の処理において前回求められていた古い速度との差が所
定値より小さい場合に、前記新しい速度が前記移動体の
現在の速度として採用される(請求項2記載の発明)。
In this case, in the second arithmetic means,
From the spectrum distribution, the frequency at the second highest peak is selected, and the Doppler frequency component is extracted based on this frequency. Then, in the third calculation means, a new speed is obtained based on the Doppler frequency component, and when a difference between this new speed and an old speed obtained last time in the same processing is smaller than a predetermined value, The new speed is adopted as the current speed of the moving object (the invention according to claim 2).

【0018】このため、計測誤差の要因が発生する状況
下においても、ターゲットからの超音波エコーに基づい
て、移動体の速度を正確に求めることが可能である。従
って、計測精度および安定性の大幅な向上が図られる。
[0018] Therefore, even in a situation where a measurement error occurs, it is possible to accurately obtain the speed of the moving body based on the ultrasonic echo from the target. Therefore, the measurement accuracy and stability are greatly improved.

【0019】なお、前記移動体を車両とし、前記ターゲ
ットを前記車両が走行する路面として速度計測装置を構
成するようにしてもよく(請求項3記載の発明)、ま
た、前記移動体を船舶とし、前記ターゲットを水底とし
て速度計測装置を構成するようにしてもよい(請求項4
記載の発明)。
The moving body may be a vehicle, and the target may be a road surface on which the vehicle travels to constitute a speed measuring device (the invention according to claim 3), and the moving body is a ship. The target may be used as a water bottom to constitute a velocity measuring device.
Described invention).

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は、この発明の一実施の形態が適用さ
れた速度計測装置20の構成を示している。なお、この
実施の形態においては、主に、速度計測装置20が車両
に搭載されている場合について説明する。
FIG. 1 shows the configuration of a speed measuring device 20 to which an embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, a case will be mainly described in which the speed measuring device 20 is mounted on a vehicle.

【0022】速度計測装置20は、該速度計測装置20
全体を制御するとともに、後述する速度vを算出する処
理を行う中央演算処理部(演算手段)22と、制御用の
プログラムが記憶される記憶手段(メモリ)であるRO
M24とを有する。中央演算処理部22は、例えば、D
SP(デジタルシグナルプロセッサ)等により構成され
ている。また、速度計測装置20は、振動子等を用いて
構成された、超音波を送受信するための送受波器TD1
と、該送受波器TD1を介して、単一周波数の超音波で
あるトーンバースト波Twを送信する処理を行う送信系
26と、前記送受波器TD1を介して、前記トーンバー
スト波Twがターゲット{例えば、車両が走行する路面
A(図5参照)}に反射して帰来する反射エコー(超音
波エコー)Rwを受信する処理を行う受信系28とを有
する。送受波器TD1における送受信の切り換えは、送
受切換器30によって行われる。
The speed measuring device 20 is
A central processing unit (arithmetic unit) 22 that controls the entire system and performs a process of calculating a velocity v, which will be described later, and an RO that is a storage unit (memory) that stores a control program.
M24. The central processing unit 22 includes, for example, D
It is composed of an SP (Digital Signal Processor) or the like. Further, the speed measuring device 20 includes a transducer TD1 for transmitting and receiving an ultrasonic wave, which is configured using a vibrator or the like.
A transmission system 26 for transmitting a tone burst wave Tw, which is a single frequency ultrasonic wave, via the transducer TD1, and the tone burst wave Tw as a target through the transducer TD1. {For example, a receiving system 28 that performs processing for receiving a reflected echo (ultrasonic echo) Rw that is reflected back on the road surface A on which the vehicle runs (see FIG. 5). Switching between transmission and reception in the transceiver TD1 is performed by the transceiver 30.

【0023】この場合、送信系26と送受波器TD1と
によって、トーンバースト波Twの送信手段が構成さ
れ、受信系28と前記送受波器TD1とによって、反射
エコーRwの受信手段が構成されている。
In this case, the transmission system 26 and the transmitter / receiver TD1 constitute transmission means of the tone burst wave Tw, and the reception system 28 and the transmitter / receiver TD1 constitute the reception means of the reflected echo Rw. I have.

【0024】送受波器TD1は、前記した第2の車速計
測装置1(図5参照)と同様に、移動体である、例え
ば、車両等に、トーンバースト波Twの送信方向および
受波ビームのメインローブMLが、所定の俯角θ(0<
θ<π/2)で前記車両等の前方を指向するように装着
されている。また、送受波器TD1の路面Aからの高さ
をHとする。
The transmitter / receiver TD1, like the second vehicle speed measuring device 1 (see FIG. 5), transmits a tone burst wave Tw in a transmitting direction and a receiving beam to a moving body such as a vehicle. The main lobe ML has a predetermined depression angle θ (0 <
θ <π / 2) so as to be directed forward of the vehicle or the like. Also, the height of the transducer TD1 from the road surface A is H.

【0025】送信系26は、駆動信号発生回路32およ
び電力増幅回路34を備えている。
The transmission system 26 includes a drive signal generation circuit 32 and a power amplification circuit 34.

【0026】駆動信号発生回路32は、カウンタ(図示
せず)を内蔵しており、中央演算処理部22から供給さ
れる、例えば、10MHzの基準信号Srを所定の分周
比で分周することにより、送信用駆動信号P1を生成す
る(図2A参照)。具体的には、駆動信号発生回路32
は、中央演算処理部22からコントロール信号Sc1と
して供給される分周比に基づいて周波数(基準周波数)
fa(例えば、fa=200kHz)の信号を生成し、
この信号を基準信号Srに同期してパルス変調すること
により、パルス幅Ta(例えば、Ta=1ms)、繰り
返し周期T0(例えば、T0=10ms)の送信用駆動
信号P1を生成する。なお、繰り返し周期T0は、中央
演算処理部22からコントロール信号Sc1が出力され
るタイミングに基づいて決定される。
The drive signal generation circuit 32 has a built-in counter (not shown), and divides a 10 MHz reference signal Sr supplied from the central processing unit 22 at a predetermined frequency division ratio. As a result, the transmission drive signal P1 is generated (see FIG. 2A). Specifically, the drive signal generation circuit 32
Is a frequency (reference frequency) based on the frequency division ratio supplied as the control signal Sc1 from the central processing unit 22.
generating a signal of fa (for example, fa = 200 kHz);
By pulse-modulating this signal in synchronization with the reference signal Sr, a transmission drive signal P1 having a pulse width Ta (for example, Ta = 1 ms) and a repetition period T0 (for example, T0 = 10 ms) is generated. The repetition period T0 is determined based on the timing at which the control signal Sc1 is output from the central processing unit 22.

【0027】電力増幅回路34は、駆動信号発生回路3
2からの送信用駆動信号P1を電力増幅して電気信号T
xを生成し、送受切換器30を介して送受波器TD1に
供給する。送受波器TD1は、この電気信号Txによっ
て駆動され、路面A(図5参照)に対してトーンバース
ト波Twを送信する。
The power amplifying circuit 34 includes a drive signal generating circuit 3
Of the transmission drive signal P1 from the power signal
x is generated and supplied to the transducer TD1 via the transceiving switch 30. The transducer TD1 is driven by the electric signal Tx, and transmits the tone burst wave Tw to the road surface A (see FIG. 5).

【0028】一方、受信系28は、図1に示すように、
帯域フィルタ40、増幅回路42、検波回路44、レベ
ル比較回路46およびA/Dコンバータ48を備えてい
る。
On the other hand, as shown in FIG.
A band filter 40, an amplification circuit 42, a detection circuit 44, a level comparison circuit 46, and an A / D converter 48 are provided.

【0029】送受波器TD1において、路面A(図5参
照)に反射して帰来した反射エコーRwが受信される
と、この送受波器TD1からは、前記反射エコーRwに
応じた電気信号Rxが出力される。帯域フィルタ40
は、この電気信号Rxから所定の周波数帯域に属する成
分を取り出し(濾波し)、受信信号E1として出力する
(例えば、晴天時における受信信号E1を示す図2B参
照)。なお、受信信号E1には、路面A(図5参照)か
ら反射し、送受波器TD1に受波ビームのメインローブ
MLによって受信された反射エコーRwの成分aととも
に、電気信号Txのもれによる成分bが含まれている。
受信信号E1は増幅回路42で増幅された後、それぞ
れ、検波回路44およびA/Dコンバータ48に供給さ
れる(図1参照)。
When the transceiver TD1 receives the reflected echo Rw reflected and returned on the road surface A (see FIG. 5), the transceiver TD1 generates an electric signal Rx corresponding to the reflected echo Rw. Is output. Bandpass filter 40
Extracts (filters) a component belonging to a predetermined frequency band from the electric signal Rx and outputs it as a received signal E1 (for example, see FIG. 2B showing the received signal E1 in fine weather). Note that the received signal E1 is reflected by the road surface A (see FIG. 5), and the component a of the reflected echo Rw received by the transmitter / receiver TD1 by the main lobe ML of the received beam, together with the leakage of the electric signal Tx. Component b is included.
After being amplified by the amplifier circuit 42, the received signal E1 is supplied to the detection circuit 44 and the A / D converter 48, respectively (see FIG. 1).

【0030】検波回路44は、増幅回路42からの受信
信号E1を全波整流することにより、直流検波信号Sd
に変換する。レベル比較回路46は、検波回路44から
の直流検波信号Sdの電圧値V(Sd)を所定の基準電
圧Vrefと比較し、前記電圧値V(Sd)が前記基準
電圧Vrefを上回っている間のみハイレベルとなる受
波検出ゲート信号G1(図2C参照)を中央演算処理部
22に対して出力する。中央演算処理部22は、コント
ロール信号Sc1を出力した時点から受波検出ゲート信
号G1の立ち上がり時点までの時間を計測することによ
り、送受波器TD1からトーンバースト波Twが送信さ
れてから反射エコーRwが受信されるまでの時間T1を
求める。なお、受波検出ゲート信号G1は、受信信号E
1に電気信号Txのもれによる成分bが含まれている場
合にもハイレベルとなるが、中央演算処理部22は、こ
の電気信号Txのもれに基づく受波検出ゲート信号G1
の変化をコントロール信号Sc1の出力時点に基づいて
予測し、時間T1を求める処理においては考慮しないよ
うにする。
The detection circuit 44 performs full-wave rectification on the reception signal E1 from the amplification circuit 42, thereby obtaining a DC detection signal Sd.
Convert to The level comparison circuit 46 compares the voltage value V (Sd) of the DC detection signal Sd from the detection circuit 44 with a predetermined reference voltage Vref, and only when the voltage value V (Sd) exceeds the reference voltage Vref. The reception detection gate signal G1 (see FIG. 2C) at a high level is output to the central processing unit 22. The central processing unit 22 measures the time from the time when the control signal Sc1 is output to the time when the reception detection gate signal G1 rises, so that the reflected echo Rw is transmitted after the tone burst wave Tw is transmitted from the transmitter / receiver TD1. A time T1 until is received. Note that the reception wave detection gate signal G1 is equal to the reception signal E
When the signal b includes the component b due to the leakage of the electric signal Tx, the signal level also becomes high. However, the central processing unit 22 generates the reception detection gate signal G1 based on the leakage of the electric signal Tx.
Is estimated based on the output time point of the control signal Sc1, and is not considered in the processing for obtaining the time T1.

【0031】A/Dコンバータ48は、中央演算処理部
22から供給されるコントロール信号Sc2に従って、
増幅回路42からの受信信号E1をデジタルのデータで
ある受信データ(受信情報)D(E1)に変換し、中央
演算処理部22に供給する。このコントロール信号Sc
2によって、中央演算処理部22において受信データD
(E1)のサンプリングを開始するタイミングT2が指
示される(図2D参照)。すなわち、中央演算処理部2
2は、タイミングT2を検出するためのタイミング検出
手段として機能する。
The A / D converter 48 operates according to the control signal Sc2 supplied from the central processing unit 22.
The reception signal E1 from the amplification circuit 42 is converted into reception data (reception information) D (E1), which is digital data, and supplied to the central processing unit 22. This control signal Sc
In the central processing unit 22, the received data D
A timing T2 to start the sampling of (E1) is specified (see FIG. 2D). That is, the central processing unit 2
Reference numeral 2 functions as timing detection means for detecting the timing T2.

【0032】この場合、タイミングT2は、送受波器T
D1の路面Aからの高さHと、トーンバースト波Twを
送信する俯角θとに基づいて求められた時間に、送受波
器TD1が装着される、例えば、車両等の上下動の影響
による前記時間の変動を考慮した値を加算することによ
り求められる(図5参照)。
In this case, the timing T2 is set to
At a time obtained based on the height H of the road D1 from the road surface A and the depression angle θ for transmitting the tone burst wave Tw, the transmitter / receiver TD1 is mounted, for example, due to the effect of vertical movement of a vehicle or the like. It is obtained by adding values taking into account the fluctuation of time (see FIG. 5).

【0033】具体的には、タイミングT2は、次の
(1)式に基づいて求められる。
More specifically, the timing T2 is obtained based on the following equation (1).

【0034】 T2=2×H/(C×sinθ)−0.25×10-3[sec] …(1) ただし、Cは音速であり、送受波器TD1の周囲温度t
を用いて次の(2)式に基づいて求められる。
T 2 = 2 × H / (C × sin θ) −0.25 × 10 −3 [sec] (1) where C is a sound speed and the ambient temperature t of the transducer TD 1
And is calculated based on the following equation (2).

【0035】 C=331.6+0.61×t[m/s] …(2) なお、周囲温度tは、送受波器TD1の近傍に設けられ
たサーミスタ50によって計測される(図1参照)。具
体的には、サーミスタ50で得られた周囲温度tに基づ
く温度信号(電圧)Stは、A/Dコンバータ52を介
して温度データD(t)として中央演算処理部22に供
給される。なお、サーミスタ50の一方の端子は、該サ
ーミスタ50にバイアスを与えるための抵抗器Rを介し
て電源に接続されており、他方の端子は接地されてい
る。
C = 331.6 + 0.61 × t [m / s] (2) The ambient temperature t is measured by the thermistor 50 provided near the transducer TD1 (see FIG. 1). Specifically, a temperature signal (voltage) St based on the ambient temperature t obtained by the thermistor 50 is supplied to the central processing unit 22 as temperature data D (t) via the A / D converter 52. Note that one terminal of the thermistor 50 is connected to a power supply via a resistor R for applying a bias to the thermistor 50, and the other terminal is grounded.

【0036】中央演算処理部22は、温度データD
(t)に基づいて周囲温度tを求める。この場合、中央
演算処理部22に温度データD(t)を取り込むタイミ
ングは、該中央演算処理部22からA/Dコンバータ5
2に供給されるコントロール信号Sc3によって指示さ
れる。
The central processing unit 22 stores the temperature data D
The ambient temperature t is obtained based on (t). In this case, the timing at which the temperature data D (t) is taken into the central processing unit 22 is determined by the A / D converter 5 from the central processing unit 22.
2 is indicated by the control signal Sc3 supplied to the control signal No. 2.

【0037】また、中央演算処理部22からA/Dコン
バータ48に供給されるコントロール信号Sc2によっ
て、前記中央演算処理部22における受信データD(E
1)のサンプリング間隔ΔT(この実施の形態において
は、ΔT=1.5μs)と、サンプリングポイント数N
(例えば、N=1024ポイント)が指示される(図2
D参照)。サンプリングポイント数Nは、サンプリング
間隔ΔTに基づいて設定される。
The control data Sc2 supplied from the central processing unit 22 to the A / D converter 48 causes the received data D (E
1) The sampling interval ΔT (ΔT = 1.5 μs in this embodiment) and the number of sampling points N
(Eg, N = 1024 points) (FIG. 2)
D). The number N of sampling points is set based on the sampling interval ΔT.

【0038】中央演算処理部22は、これらタイミング
T2、サンプリング間隔ΔTおよびサンプリングポイン
ト数Nに基づいて、受信データD(E1)のサンプリン
グを行う。このようにタイミングT2、サンプリング間
隔ΔTおよびサンプリングポイント数Nを設定すること
により、送受波器TD1に受波ビームのメインローブM
Lによって受信される路面Aからの反射エコーRwを、
受信データD(E1)として確実にサンプリングするこ
とができる(図2Bおよび図2D参照)。
The central processing unit 22 samples the reception data D (E1) based on the timing T2, the sampling interval ΔT, and the number N of sampling points. By setting the timing T2, the sampling interval ΔT, and the number N of sampling points in this manner, the main lobe M of the received beam is transmitted to the transmitter / receiver TD1.
The reflected echo Rw from the road surface A received by L
Sampling can be reliably performed as the reception data D (E1) (see FIGS. 2B and 2D).

【0039】中央演算処理部22は、サンプリングした
受信データD(E1)にFFT(高速フーリエ変換)処
理(FFT演算とも記す。)を施すことにより、図3A
に示すスペクトラム分布を求める。このスペクトラム分
布は、0.651kHz{=1/(1024×1.5×
10-6)kHz}の間隔で、0〜333kHz(=51
2×0.651kHz)の周波数帯域にわたって分布す
るように設定される。
The central processing unit 22 performs an FFT (Fast Fourier Transform) process (also referred to as an FFT operation) on the sampled received data D (E1), thereby obtaining the data shown in FIG. 3A.
Find the spectrum distribution shown in This spectrum distribution is 0.651 kHz {= 1 / (1024 × 1.5 ×
10 −6 ) kHz}, and 0 to 333 kHz (= 51
It is set to be distributed over a frequency band of 2 × 0.651 kHz).

【0040】例えば、晴天時におけるスペクトラム分布
には、受信信号E1の成分a(図2B参照)に対応する
ピークPaが存在する。このため、このピークPaにお
ける周波数f1を求めることにより、路面A(図5参
照)から反射し、送受波器TD1に受波ビームのメイン
ローブMLによって受信された反射エコーRwの周波数
(標的周波数)fbがfb=f1として得られる。
For example, a peak Pa corresponding to the component a of the received signal E1 (see FIG. 2B) exists in the spectrum distribution in fine weather. Therefore, by calculating the frequency f1 at the peak Pa, the frequency (target frequency) of the reflected echo Rw reflected from the road surface A (see FIG. 5) and received by the transmitter / receiver TD1 by the main lobe ML of the received beam. fb is obtained as fb = f1.

【0041】ところで、雨天時等の路面Aが濡れている
状況下では、トーンバースト波Twの大半は前記路面A
で正反射してしまう(図5参照)。このため、図2Eに
示すように、受信信号E1に含まれる、路面A(図5参
照)から反射し、送受波器TD1に受波ビームのメイン
ローブML(図5参照)によって受信された反射エコー
Rwの成分aのレベルが低下してしまう。また、これと
は相対的に、送受波器TD1に受波ビームのサイドロー
ブSL(図5参照)によって受信される反射エコーRw
の成分cのレベルが上昇する。
By the way, when the road surface A is wet, such as when it is raining, most of the tone burst wave Tw is generated on the road surface A.
(See FIG. 5). Therefore, as shown in FIG. 2E, the reflection reflected from the road surface A (see FIG. 5) included in the reception signal E1 and received by the transmitter / receiver TD1 by the main lobe ML (see FIG. 5) of the reception beam. The level of the component a of the echo Rw decreases. Also, in comparison with this, the reflected echo Rw received by the transmitter / receiver TD1 by the side lobe SL (see FIG. 5) of the received beam.
The level of the component c increases.

【0042】この場合、反射エコーRwのスペクトラム
分布には、図3Bに示すように、成分a(図2E参照)
に対応するピークPaに加えて、成分c(図2E参照)
に対応するピークPcが存在する。ピークPcにおける
周波数f0は、トーンバースト波Twの基準周波数fa
とほぼ同じ値(f0=fa)となる。このように、スペ
クトラム分布に複数のピークPa、Pcが存在する場合
には、大きさが最大のピークPaまたはPcに基づいて
標的周波数fbを得ることは困難である。
In this case, the spectrum distribution of the reflected echo Rw includes a component a (see FIG. 2E) as shown in FIG. 3B.
In addition to the peak Pa corresponding to the component c (see FIG. 2E)
There is a peak Pc corresponding to. The frequency f0 at the peak Pc is equal to the reference frequency fa of the tone burst wave Tw.
Is almost the same value (f0 = fa). Thus, when a plurality of peaks Pa and Pc exist in the spectrum distribution, it is difficult to obtain the target frequency fb based on the peak Pa or Pc having the largest magnitude.

【0043】また、送受波器TD1の前方を走行する車
両によって水飛沫が巻き上げられている状況下では、ト
ーンバースト波Twは前記水飛沫によって反射されてし
まう。このため、受信信号E1には、前記水飛沫に反射
して帰来する反射エコーRwの成分dが含まれる(図2
F参照)。水飛沫に反射して帰来する反射エコーRwの
周波数は広い帯域に分布するため、図3Cに示す反射エ
コーRwのスペクトラム分布には、成分d(図2F参
照)に対応する複数のピークPd1、Pd2等が存在す
る。この場合にも、大きさが最大のピークPa、Pcま
たはPd1、Pd2等に基づいて標的周波数fbを得る
ことは困難である。
Further, in a situation where water droplets are wound by a vehicle traveling ahead of the transducer TD1, the tone burst wave Tw is reflected by the water droplets. For this reason, the received signal E1 includes the component d of the reflected echo Rw that is reflected and returned to the water droplets (FIG. 2).
F). Since the frequency of the reflected echo Rw returning from the water droplets is distributed over a wide band, the spectrum distribution of the reflected echo Rw shown in FIG. 3C includes a plurality of peaks Pd1 and Pd2 corresponding to the component d (see FIG. 2F). Etc. exist. Also in this case, it is difficult to obtain the target frequency fb based on the peaks Pa, Pc or Pd1, Pd2 having the largest magnitude.

【0044】以下、中央演算処理部22において、図3
A(晴天時)、図3Bまたは図3C(雨天時)に示した
スペクトラム分布から、標的周波数fbとしてピークP
aにおける周波数f1を抽出するとともに、この標的周
波数fbに基づいて移動体(車両)の速度vを算出する
ための処理方法について、図4のフローチャートを参照
して説明する。
Hereinafter, in the central processing unit 22, FIG.
A (at the time of fine weather) and the peak P as the target frequency fb from the spectrum distribution shown in FIG. 3B or FIG. 3C (at the time of rainy weather).
A processing method for extracting the frequency f1 at a and calculating the speed v of the moving object (vehicle) based on the target frequency fb will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0045】まず、ステップS1において、コントロー
ル信号Sc2で設定したタイミングT2、サンプリング
間隔ΔTおよびサンプリングポイント数Nに基づいて、
受信データD(E1)のサンプリングが行われる。続い
て、ステップS2において、サンプリングした受信デー
タD(E1)に対してFFT演算を施すことにより、反
射エコーRwのスペクトラム分布(図3A〜図3C参
照)が得られる。
First, in step S1, based on the timing T2 set by the control signal Sc2, the sampling interval ΔT, and the number N of sampling points,
The sampling of the reception data D (E1) is performed. Subsequently, in step S2, a spectrum distribution of the reflected echo Rw (see FIGS. 3A to 3C) is obtained by performing an FFT operation on the sampled reception data D (E1).

【0046】次いで、ステップS3において、スペクト
ラム分布から、大きさが上位2番目までのピークPa、
Pc等が抽出され、このピークPa、Pc等における周
波数f1、f0等が求められる。そして、ステップS4
において、このうち、値が大きい(高い)方の周波数
(この場合、f1)を標的周波数fbの第1候補と判定
し(fb=f1)、次の(3)式に基づいて、速度計測
装置20が搭載される車両等の推定速度v0を算出す
る。
Then, in step S3, the peak Pa having the second largest magnitude from the spectrum distribution is obtained.
Pc and the like are extracted, and the frequencies f1 and f0 at the peaks Pa and Pc are obtained. Then, step S4
In the above, the frequency having the larger (higher) value (in this case, f1) is determined as the first candidate of the target frequency fb (fb = f1), and the speed measuring device is determined based on the following equation (3). An estimated speed v0 of the vehicle or the like on which the vehicle 20 is mounted is calculated.

【0047】 v0=Δf×C/{(2×fa+Δf)×cosθ} …(3) ここで、Δfはドップラ周波数成分を示し、Δf=fa
−fbで求められる。また、Cは音速であり、前記
(2)式に基づいて求められる。
V0 = Δf × C / {(2 × fa + Δf) × cos θ} (3) where Δf represents a Doppler frequency component, and Δf = fa
-Fb. C is a sound speed, which is obtained based on the above equation (2).

【0048】前記ステップS4で求められた推定速度v
0は、ステップS5において、新しい速度v(new)
として中央演算処理部22の、例えば、図示しないメモ
リに格納される{v(new)←v0}。これに先だっ
て、前回の処理において求められていた新しい速度v
(new)は、古い速度v(old)としてメモリに格
納される{v(old)←v(new)}。
The estimated speed v obtained in step S4
0 is the new speed v (new) in step S5.
For example, {v (new) ← v0} stored in a memory (not shown) of the central processing unit 22. Prior to this, the new speed v determined in the previous process
(New) is stored in the memory as the old speed v (old) {v (old) ← v (new)}.

【0049】次に、ステップS6において、新しい速度
v(new)と古い速度v(old)との差Δv{Δv
=v(new)−v(old)}が求められる。続い
て、ステップS7において、ステップS6で求められた
差Δvと所定値vr(例えば、vr=5km/h)との
比較を行い、Δv<vrである場合には、ステップS8
において、新しい速度v(new)が移動体(車両)の
現在の速度vとして採用される{v←v(new)}。
ステップS7において、Δv≧vrであると判定された
場合には、新しい速度v(new)を現在の速度vとし
ては採用せず、ステップS1の処理に戻る。
Next, in step S6, the difference Δv {Δv between the new speed v (new) and the old speed v (old)
= V (new) -v (old)}. Subsequently, in step S7, the difference Δv obtained in step S6 is compared with a predetermined value vr (for example, vr = 5 km / h). If Δv <vr, step S8 is performed.
, The new speed v (new) is adopted as the current speed v of the moving object (vehicle) {v ← v (new)}.
If it is determined in step S7 that Δv ≧ vr, the process returns to step S1 without adopting the new speed v (new) as the current speed v.

【0050】上記のステップS1〜S8で求められた速
度vは、図1に示すように、速度データD(v)として
中央演算処理部22から出力され、車両に搭載されたナ
ビゲーションシステム、ABS装置、サスペンション制
御装置等の外部装置に供給される。
The speed v obtained in the above steps S1 to S8 is output from the central processing unit 22 as speed data D (v) as shown in FIG. , A suspension control device and the like.

【0051】上記したように、この実施の形態において
は、速度vを得るためのステップS1〜S8の処理は、
スペクトラム分布から、車両の速度vに対応する標的周
波数fb(すなわち、ドップラ周波数成分Δf)を抽出
するための、一種の周波数フィルタとして機能してい
る。従って、ドップラ周波数成分Δfに基づいて、車両
の速度vを正確に求めることができる。
As described above, in this embodiment, the processing of steps S1 to S8 for obtaining the speed v is as follows.
It functions as a kind of frequency filter for extracting a target frequency fb (ie, a Doppler frequency component Δf) corresponding to the vehicle speed v from the spectrum distribution. Therefore, the speed v of the vehicle can be accurately obtained based on the Doppler frequency component Δf.

【0052】特に、雨天時等のように計測誤差の要因が
発生する状況下においても、速度vを正確に求めること
が可能であるため、ゼロクス法や、複素自己相関法等の
計測方法を用いた場合に比べて、計測精度および安定性
の大幅な向上が図られる。
In particular, the velocity v can be accurately obtained even in a situation where a measurement error occurs, such as in rainy weather. Therefore, measurement methods such as the Xerox method and the complex autocorrelation method are used. The measurement accuracy and stability are greatly improved as compared with the case where the measurement is performed.

【0053】なお、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成
を採用することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0054】例えば、車両の前方に対して超音波(トー
ンバースト波Tw、反射エコーRw)を送受信する送受
波器TD1に加えて、車両の後方に対して超音波を送受
信する他の送受波器を設けるようにした、いわゆる、2
ビーム方式を採用するようにしてもよい。前記他の送受
波器は、車両の後方に所定の俯角(例えば、θ)でトー
ンバースト波を送信するとともに、該トーンバースト波
が路面に反射して帰来する反射エコーを受信する。
For example, in addition to the transducer TD1 for transmitting and receiving ultrasonic waves (tone burst wave Tw, reflected echo Rw) to and from the front of the vehicle, another transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the rear of the vehicle. So-called 2
A beam method may be adopted. The other transducer transmits a tone burst wave to the rear of the vehicle at a predetermined depression angle (for example, θ) and receives a reflected echo that is returned when the tone burst wave is reflected on a road surface.

【0055】そして、送受波器TD1および他の送受波
器のそれぞれにおいて受信された反射エコーRwに基づ
いて速度v1、v2を求め、これら速度v1、v2の平
均値を算出することにより、車両の速度vが得られる。
この場合、車両の傾きや上下動により発生する計測誤差
の要因を大幅に削減することができる。このような効果
は、後述するように、速度計測装置20が船舶等に搭載
されている場合にも同様に得ることができる。
Then, the velocities v1 and v2 are obtained based on the reflected echoes Rw received by the transducer TD1 and the other transducers, respectively, and the average value of the velocities v1 and v2 is calculated to obtain the vehicle speed. The speed v is obtained.
In this case, the factor of the measurement error generated by the inclination or the vertical movement of the vehicle can be significantly reduced. Such an effect can be obtained similarly when the speed measuring device 20 is mounted on a ship or the like, as described later.

【0056】また、送受波器TD1の路面Aからの高さ
H(図5参照)が既知でない場合には、中央演算処理部
22において、受波検出ゲート信号G1に基づいて求め
られた時間T1を用いて学習処理を行うことにより、前
記高さHを求めるようにしてもよい。なお、学習処理を
行うにあたっては、路面Aが乾燥したアスファルトであ
る場合に求められた時間T1を用いることが好ましい。
If the height H of the transmitter / receiver TD1 from the road surface A (see FIG. 5) is not known, the central processing unit 22 calculates the time T1 obtained based on the reception detection gate signal G1. The height H may be obtained by performing a learning process using In performing the learning process, it is preferable to use the time T1 obtained when the road surface A is dry asphalt.

【0057】さらに、前記ステップS7、S8におい
て、(3)式で求められた推定速度v0の新しい値{新
しい速度v(new)}と古い値{古い速度v(ol
d)}との差Δvに基づいて現在の速度vを得る処理に
代えて、車両の車輪に設けられた車輪速センサで計測さ
れた車両の速度v′と、前記(3)式で求められた推定
速度v0との差分Δv′をとり、この差分Δv′が前記
速度v′または前記推定速度v0に対して15%以内で
ある場合に、前記推定速度v0を現在の速度vと判定す
る処理を行うようにしてもよい。この場合、速度計測装
置20には、前記車輪速センサからの信号を入力するた
めの手段が設けられる。
Further, in steps S7 and S8, the new value {new speed v (new)} and the old value {old speed v (ol) of the estimated speed v0 obtained by equation (3).
d) Instead of the process of obtaining the current speed v based on the difference Δv from}, the vehicle speed v ′ measured by the wheel speed sensor provided on the vehicle wheel and the vehicle speed v ′ obtained by the above equation (3) are obtained. Processing for determining the estimated speed v0 as the current speed v when the difference Δv 'from the estimated speed v0 is within 15% of the speed v' or the estimated speed v0. May be performed. In this case, the speed measuring device 20 is provided with a unit for inputting a signal from the wheel speed sensor.

【0058】なお、前記ステップS7、S8における処
理に加えて、現在の速度vの確定/非確定を前記速度
v′に基づいて選択する処理を行うようにしてもよい。
It should be noted that, in addition to the processing in steps S7 and S8, a processing for selecting whether the current speed v is determined or not based on the speed v 'may be performed.

【0059】さらにまた、ステップS3における処理、
すなわち、スペクトラム分布から大きさが上位2番目ま
でのピークを抽出し、これらのピークにおける周波数を
求める処理に代えて、大きさが上位n番目(n≧3、
n:整数)までのピークを抽出し、これらのピークにお
ける周波数を求める処理を行うようにしてもよい。この
場合、ステップS4においては、各ピークにおける周波
数のうち、値が大きい(高い)方の周波数を標的周波数
fbの第1候補として求め、推定速度v0を算出する処
理に代えて、前記各ピークにおける周波数を標的周波数
fbの第1〜第nの候補として算出された候補としての
推定速度v0のうち、例えば、車輪速センサで計測され
た前記速度v′に最も近いものを該ステップS4で求め
るべき推定速度v0として選択する処理が行われる。
Further, the processing in step S3,
That is, instead of extracting the peaks having the second highest magnitude from the spectrum distribution and obtaining the frequencies at these peaks, the n-th highest magnitudes (n ≧ 3,
The processing of extracting peaks up to (n: integer) and calculating the frequencies at these peaks may be performed. In this case, in step S4, among the frequencies at each peak, the frequency with the larger (higher) value is determined as the first candidate of the target frequency fb, and the process of calculating the estimated speed v0 is performed instead of the process of calculating the estimated speed v0. Among the estimated speeds v0 as the candidates calculated as the first to n-th candidates of the target frequency fb, for example, the estimated speed v0 closest to the speed v ′ measured by the wheel speed sensor should be obtained in step S4. A process for selecting the estimated speed v0 is performed.

【0060】この実施の形態では、主に、速度計測装置
20が車両に搭載されている場合について説明している
が、この車両としては、自動車の他、鉄道車両等も含ま
れる。また、この速度計測装置20は、船舶等に搭載す
ることも可能である。
In this embodiment, the case where the speed measuring device 20 is mounted on a vehicle is mainly described, but the vehicle includes a railway vehicle in addition to an automobile. The speed measuring device 20 can be mounted on a ship or the like.

【0061】この場合、送受波器TD1から送信された
トーンバースト波Twは、水底(海底)に反射して反射
エコーRwとして帰来し、前記送受波器TD1に受信さ
れる。すなわち、速度計測装置20においては、速度v
として、該速度計測装置20が搭載される船舶等の対地
速度が求められる。
In this case, the tone burst wave Tw transmitted from the transmitter / receiver TD1 is reflected on the bottom of the water (sea bottom), returns as a reflected echo Rw, and is received by the transmitter / receiver TD1. That is, in the speed measuring device 20, the speed v
As a result, a ground speed of a ship or the like on which the speed measuring device 20 is mounted is obtained.

【0062】また、海中にプランクトンなどの浮遊物が
多い海域で対地速度の計測が行われた場合には、帯域フ
ィルタ40からの受信信号E1の波形は、図2Eに示し
た波形に類似する。さらに、スペクトラム分布は、図3
Cに示した分布に類似する。すなわち、速度計測装置2
0においては、プランクトンなどの海中浮遊物を路面A
上の水飛沫と同様に計測誤差の要因として処理し、船舶
等の対地速度を正確に計測することが可能である。
When the ground speed is measured in a sea area where there are many floating substances such as plankton in the sea, the waveform of the reception signal E1 from the bandpass filter 40 is similar to the waveform shown in FIG. 2E. Furthermore, the spectrum distribution is shown in FIG.
Similar to the distribution shown in C. That is, the speed measuring device 2
In the case of No. 0, floating seawater such as plankton is
It is possible to accurately measure the ground speed of a ship or the like by processing it as a factor of the measurement error as in the case of the water droplets above.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明に係る速度計測装置によれば、超
音波エコーを受信して得られた受信情報にFFT演算を
施すことによって得られたスペクトラム分布から、移動
体の速度に対応するピークにおける周波数を抽出し、こ
の周波数に基づいて前記速度を求めるようにしている。
従って、計測誤差の要因が存在する様々な条件下におい
ても移動体の速度を安定かつ正確に計測することが可能
な速度計測装置を得ることができる。
According to the velocity measuring apparatus of the present invention, the peak corresponding to the velocity of the moving object is obtained from the spectrum distribution obtained by performing the FFT operation on the reception information obtained by receiving the ultrasonic echo. Is extracted, and the speed is obtained based on this frequency.
Therefore, it is possible to obtain a speed measuring device capable of stably and accurately measuring the speed of the moving body even under various conditions in which a factor of the measurement error exists.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施の形態が適用された速度計測
装置を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a speed measuring device to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図2Aは、図1に示した速度計測装置を構成す
る送受波器から送信されるトーンバースト波に対応する
送信用駆動信号を示す波形図であり、図2Bは、前記送
受波器で受信された反射エコーに対応する受信信号を示
す波形図であり、図2Cは、前記送受波器において反射
エコーが受信されたことを表す受波検出ゲート信号を示
す波形図であり、図2Dは、前記速度計測装置を構成す
る中央演算処理部において、受信データをサンプリング
するタイミングを示す波形図であり、図2Eは、路面が
濡れている状況下における前記受信信号を示す波形図で
あり、図2Fは、トーンバースト波の送信方向に水飛沫
が存在する状況下における前記受信信号を示す波形図で
ある。
2A is a waveform diagram showing a transmission drive signal corresponding to a tone burst wave transmitted from a transmitter / receiver constituting the speed measuring device shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a waveform diagram showing the transmission / reception wave. FIG. 2C is a waveform diagram showing a received signal corresponding to the reflected echo received by the transmitter, and FIG. 2C is a waveform diagram showing a received wave detection gate signal indicating that the reflected echo has been received by the transducer. 2D is a waveform diagram showing a timing of sampling the reception data in the central processing unit constituting the speed measurement device, and FIG. 2E is a waveform diagram showing the reception signal in a situation where the road surface is wet. FIG. 2F is a waveform diagram showing the received signal in a situation where water droplets exist in the transmission direction of the tone burst wave.

【図3】図3Aは、図2Bに示した受信信号に対応する
スペクトラム分布を示す図であり、図3Bは、図2Eに
示した受信信号に対応するスペクトラム分布を示す図で
あり、図3Cは、図2Fに示した受信信号に対応するス
ペクトラム分布を示す図である。
3A is a diagram showing a spectrum distribution corresponding to the received signal shown in FIG. 2B; FIG. 3B is a diagram showing a spectrum distribution corresponding to the received signal shown in FIG. 2E; FIG. 2B is a diagram showing a spectrum distribution corresponding to the received signal shown in FIG. 2F.

【図4】図1に示した速度計測装置を構成する中央演算
処理部において、送受波器で受信された反射エコーの受
信データに基づいて移動体の速度を求めるための処理を
示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process for obtaining a speed of a moving object based on reception data of a reflected echo received by a transducer in a central processing unit included in the speed measuring device illustrated in FIG. 1; .

【図5】従来の技術に係る第2の車速計測装置の構成を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a second vehicle speed measuring device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…速度計測装置 22…中央演算処理部
(演算手段) 30…送受切換器 32…駆動信号発生回
路 34…電力増幅回路 40…帯域フィルタ 42…増幅回路 44…検波回路 46…レベル比較回路 48、52…A/Dコ
ンバータ TD1…送受波器 Tw…トーンバースト
波 Rw…反射エコー P1…送信用駆動信号 E1…受信信号
Reference Signs List 20 speed measuring device 22 central processing unit (computing means) 30 transmission / reception switch 32 drive signal generating circuit 34 power amplifier circuit 40 bandpass filter 42 amplifier circuit 44 detection circuit 46 level comparator circuit 48 52: A / D converter TD1: Transducer Tw: Tone burst wave Rw: Reflected echo P1: Driving drive signal E1: Received signal

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超音波を用いて移動体の速度を計測する速
度計測装置であって、 前記移動体から所定の方向に対して超音波を送信する送
信手段と、 前記超音波がターゲットに反射して帰来する超音波エコ
ーを受信して受信情報を得る受信手段と、 前記受信手段からの受信情報をサンプリングするタイミ
ングを検出するタイミング検出手段と、 前記タイミングに基づいて前記受信情報をサンプリング
し、該受信情報にFFT演算を施すことによりスペクト
ラム分布を得る第1演算手段と、 前記スペクトラム分布から前記移動体の速度に対応する
ドップラ周波数成分を抽出する第2演算手段と、 前記ドップラ周波数成分に基づいて、前記移動体の前記
ターゲットに対する速度を求める第3演算手段と、 を有することを特徴とする速度計測装置。
1. A speed measuring device for measuring the speed of a moving object using ultrasonic waves, comprising: transmitting means for transmitting ultrasonic waves from the moving object in a predetermined direction; and reflecting the ultrasonic waves on a target. Receiving means for receiving received ultrasonic echoes to obtain received information, timing detecting means for detecting timing for sampling the received information from the receiving means, and sampling the received information based on the timing, A first calculating unit that obtains a spectrum distribution by performing an FFT operation on the received information; a second calculating unit that extracts a Doppler frequency component corresponding to the speed of the moving object from the spectrum distribution; And a third calculating means for calculating a speed of the moving body with respect to the target.
【請求項2】請求項1記載の装置において、 前記第2演算手段は、前記スペクトラム分布から、大き
さが上位2番目までのピークにおける周波数を選択し、
この周波数に基づいて前記ドップラ周波数成分を抽出
し、 前記第3演算手段は、前記ドップラ周波数成分に基づい
て新しい速度を求め、この新しい速度と、同様の処理に
おいて前回求められていた古い速度との差が所定値より
小さい場合に、前記新しい速度を前記移動体の現在の速
度として採用することを特徴とする速度計測装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said second calculating means selects a frequency at a peak having the second highest magnitude from said spectrum distribution,
The Doppler frequency component is extracted based on this frequency, and the third calculating means obtains a new speed based on the Doppler frequency component, and calculates the new speed and the old speed previously obtained in the same process. When the difference is smaller than a predetermined value, the new speed is adopted as the current speed of the moving object.
【請求項3】請求項1または2記載の装置において、 前記移動体は車両であり、前記ターゲットは前記車両が
走行する路面であることを特徴とする速度計測装置。
3. The speed measuring device according to claim 1, wherein the moving body is a vehicle, and the target is a road surface on which the vehicle runs.
【請求項4】請求項1または2記載の装置において、 前記移動体は船舶であり、前記ターゲットは水底である
ことを特徴とする速度計測装置。
4. An apparatus according to claim 1, wherein said moving body is a ship, and said target is a water bottom.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003084060A (en) * 2001-09-10 2003-03-19 Furuno Electric Co Ltd Sonar
US7647049B2 (en) 2006-07-12 2010-01-12 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Detection of high velocity movement in a telecommunication system
JP2016200538A (en) * 2015-04-13 2016-12-01 日本信号株式会社 Vehicle speed measuring device, and vehicle speed identifying device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203588540U (en) * 2013-03-22 2014-05-07 柳州铁道职业技术学院 Vehicle-borne radar speed measurement experiment device of urban mass transit
RU2611440C1 (en) * 2016-04-13 2017-02-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Doppler ground velocity system
RU2686676C1 (en) * 2018-09-21 2019-04-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for measuring displacement vector of a vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003084060A (en) * 2001-09-10 2003-03-19 Furuno Electric Co Ltd Sonar
JP4737893B2 (en) * 2001-09-10 2011-08-03 古野電気株式会社 Underwater detector
US7647049B2 (en) 2006-07-12 2010-01-12 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Detection of high velocity movement in a telecommunication system
JP2016200538A (en) * 2015-04-13 2016-12-01 日本信号株式会社 Vehicle speed measuring device, and vehicle speed identifying device

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