JP2000241543A - Movable body travel amount-detecting device - Google Patents

Movable body travel amount-detecting device

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JP2000241543A
JP2000241543A JP11045428A JP4542899A JP2000241543A JP 2000241543 A JP2000241543 A JP 2000241543A JP 11045428 A JP11045428 A JP 11045428A JP 4542899 A JP4542899 A JP 4542899A JP 2000241543 A JP2000241543 A JP 2000241543A
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JP
Japan
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ultrasonic
moving
moving body
ultrasonic wave
amount
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Japanese (ja)
Inventor
Wakio Yamada
和喜男 山田
Junichi Suzuki
淳一 鈴木
Takuya Suefuji
卓也 末藤
Masahito Fukuda
正仁 福田
Ikuo Tsujimoto
郁夫 辻本
Kenji Okuno
健治 奥野
Kazuhiro Kawamoto
和宏 川本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the amount of travel of a movable body. SOLUTION: A movable body travel amount-detecting device is provided with an ultrasonic wave transmission part 11 that emits an ultrasonic wave to the ground that is still relatively for the travel of a movable body at an angle of θ for a perpendicular direction, an ultrasonic wave transmission/ reception part 12 that emits an ultrasonic wave in a perpendicular direction toward the ground and at the same time receives the reflection wave of the ultrasonic wave from the ground, and a body 13 that consist of a signal- processing part 130, an arithmetic processing part 131, and an output part 132, emits an ultrasonic wave of burst waves with different frequencies from the ultrasonic wave transmission part 11 and the ultrasonic wave transmission/ reception part 12 at the same transmission time, obtains each reception time of the reflection wave, obtains delay time for the transmission time of the reception time, and calculates the relative travel amount of the movable body for the ground using the injection angle difference θ and a sound speed.

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】本発明は、超音波を用いて主
に地面上を移動する人や自動車などの移動体の移動量を
検出する移動体移動量検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving object detecting apparatus for detecting the moving amount of a moving object such as a person or an automobile mainly moving on the ground using ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、GPS(Global Positioning Sys
tem )に対応した装置が種々提案されまた市販されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, GPS (Global Positioning Sys
tem) have been proposed and are commercially available.

【0003】このような種々の装置には、図10に示す
ように、GPSアンテナ1と、このGPSアンテナ1を
介して複数の衛星からの信号を捕捉し、その信号から得
られる衛星航法メッセージを用いて各衛星の位置情報お
よび時刻情報を求め、これらの情報、衛星が電波を発信
してからその電波を受信するまでに要する時間(受信時
刻−発信時刻)、および計測で得たドップラー周波数を
用いて、各衛星との疑似距離およびドップラーシフトを
算出し、これらを用いて内部クロックの誤差を含めて、
当該GPS受信機の2次元的あるいは3次元的な位置な
どを算出するGPS受信機2と、算出した位置などから
得られる所定情報を画像表示する表示部3とが一般的に
装備される。
As shown in FIG. 10, a GPS antenna 1 and signals from a plurality of satellites are acquired through the GPS antenna 1 and a satellite navigation message obtained from the signals is transmitted to the various devices. The position information and time information of each satellite are obtained using the information, the information, the time required for the satellite to transmit a radio wave and receive the radio wave (reception time-transmission time), and the Doppler frequency obtained by measurement are obtained. To calculate the pseudorange and Doppler shift from each satellite, and use these to include the internal clock error,
A GPS receiver 2 for calculating a two-dimensional or three-dimensional position of the GPS receiver and a display unit 3 for displaying predetermined information obtained from the calculated position and the like are generally provided.

【0004】なお、装置を移動体に搭載してその装置に
よりその移動体の移動距離を検出する例として、特開平
6−194446号公報には、物体や路面からの反射信
号のドップラー成分を検出する検出手段と、この検出手
段にて検出したドップラー成分から車速を算出する車速
算出手段と、この車速算出手段にて算出した車速が所定
の車速以下のときに運転者への警告表示を行い、車速が
所定の速度以上のときに運転者への警告表示を停止する
と共に、ドップラー成分から車の移動距離、移動方向を
算出し、移動距離、移動方向を表示する制御手段とを備
えた車載用超音波検知器が開示されている。
As an example of mounting the apparatus on a moving body and detecting the moving distance of the moving body by the apparatus, Japanese Patent Laid-Open No. 6-194446 discloses a technique for detecting a Doppler component of a reflected signal from an object or a road surface. Detecting means, a vehicle speed calculating means for calculating a vehicle speed from the Doppler component detected by the detecting means, and performs a warning display to the driver when the vehicle speed calculated by the vehicle speed calculating means is equal to or less than a predetermined vehicle speed, The vehicle-equipped control means for stopping the warning display to the driver when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined speed, calculating the moving distance and moving direction of the vehicle from the Doppler component, and displaying the moving distance and moving direction. An ultrasonic detector is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
に示すGPS受信機により算出される移動体の位置およ
び移動量は、衛星の空間的配置によって決定される幾何
学的精度発散(DOP)に起因する誤差増幅、およびビ
ルの谷間などで、衛星からの信号がビル壁面に反射して
生じるマルチパスなどの影響を受け、大きな誤差を含む
ものとなる場合がある。
However, FIG.
The position and the amount of movement of the mobile object calculated by the GPS receiver shown in FIG. Is reflected by the wall surface of the building and is affected by multipath and the like, and may include a large error.

【0006】また、トンネルの中、高架下および建物の
中などのGPS電波を受信できない場所では、GPS受
信機は移動体の移動量を検出することができない。この
ような状況を考慮して、GPS受信機と加速度センサと
を併用する移動体移動量検出装置が提案されているが、
加速度センサでは、移動体が等速度であるいは小さな加
速度で移動する場合、検出結果に大きな誤差が含まれ、
信頼性が劣化する問題がある。
[0006] Further, in places where GPS radio waves cannot be received, such as in tunnels, underpasses, and in buildings, GPS receivers cannot detect the amount of movement of a mobile object. In consideration of such a situation, a moving body movement amount detection device using a GPS receiver and an acceleration sensor together has been proposed.
In the acceleration sensor, when the moving body moves at a constant speed or a small acceleration, a large error is included in the detection result,
There is a problem that reliability is deteriorated.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、移動体の移動量を高精度に検出する移動体移動
量検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a moving body moving amount detecting device which detects the moving amount of a moving body with high accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項1記載の発明は、移動体に取り付けられる移動
体移動量検出装置であって、前記移動体の移動に対して
相対的に静止している対象物に向けてある発信時点に超
音波を射出する超音波発信手段と、前記対象物からの前
記超音波の反射波を受信する超音波受信手段と、前記超
音波受信手段が前記超音波の反射波を受信する受信時点
の前記発信時点に対する遅延時間を求め、この遅延時間
を用いて前記対象物に対する前記移動体の相対的な移動
量を算出する移動量算出手段とを備えるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a moving amount of a moving body attached to a moving body. Ultrasound transmitting means for emitting ultrasonic waves at a certain transmission time toward a stationary object, ultrasonic receiving means for receiving a reflected wave of the ultrasonic wave from the object, and the ultrasonic receiving means A moving amount calculating unit that calculates a delay time of the receiving time point at which the reflected wave of the ultrasonic wave is received with respect to the transmitting time point, and calculates a relative moving amount of the moving body with respect to the target using the delay time. Things.

【0009】この構成によれば、超音波受信手段が超音
波の反射波を受信する受信時点の発信時点に対する遅延
時間から移動体の相対的な移動量を算出するので、例え
ば、移動体が歩行者であって、GPS衛星からの電波が
届かない室内や地下道などを等速度であるいは小さな加
速度で移動したとしても、算出した移動量に加速度セン
サのような誤差が含まれなくなる。この結果、移動体の
移動量を高精度に検出することが可能になる。
According to this configuration, the relative position of the moving body is calculated from the delay time from the transmission time point at which the ultrasonic wave receiving means receives the reflected wave of the ultrasonic wave to the transmission time point. Even if the user moves at a constant speed or with a small acceleration in a room or underground where radio waves from GPS satellites do not reach, the calculated movement amount does not include an error such as an acceleration sensor. As a result, the amount of movement of the moving body can be detected with high accuracy.

【0010】なお、前記超音波発信手段は前記対象物に
向けて、所定の射出角度差をもって同一の発信時点に超
音波を射出する複数の超音波発信部により成り、前記超
音波受信手段は1つの超音波受信部により成り、前記移
動量算出手段は、前記発信時点に対する各受信時点の遅
延時間を求め、これら各遅延時間、前記射出角度差およ
び音速を用いて前記対象物に対する前記移動体の相対的
な移動量を算出する構成でもよい(請求項2)。この構
成によれば、遅延時間、射出角度差および音速から移動
体の相対的な移動量が算出されるので、移動体の移動量
を高精度に検出することが可能になる。
[0010] The ultrasonic transmitting means comprises a plurality of ultrasonic transmitting sections for emitting ultrasonic waves toward the object at the same transmitting time with a predetermined emission angle difference, and the ultrasonic receiving means includes one ultrasonic transmitting section. The moving amount calculation means calculates a delay time of each reception time point with respect to the transmission time point, and uses each of these delay times, the emission angle difference and the sound speed to move the moving body with respect to the object. A configuration for calculating a relative movement amount may be employed (claim 2). According to this configuration, since the relative movement amount of the moving body is calculated from the delay time, the ejection angle difference, and the sound speed, the moving amount of the moving body can be detected with high accuracy.

【0011】また、前記複数の超音波発信部は周波数成
分が互いに異なるパルス波の超音波を射出する構成でも
よい(請求項3)。この構成によれば、同一の発信時点
に超音波を射出しても、いずれの超音波発信部から射出
された超音波であるかの識別が可能になる。
Further, the plurality of ultrasonic transmitting units may emit ultrasonic waves of pulse waves having different frequency components from each other (claim 3). According to this configuration, even if ultrasonic waves are emitted at the same transmission time point, it is possible to identify which ultrasonic transmission unit is the ultrasonic wave emitted.

【0012】また、前記複数の超音波発信部は互いに異
なる疑似ランダム符号列で変調された超音波を射出する
構成でもよい(請求項4)。この構成によれば、同一の
発信時点に超音波を射出しても、いずれの超音波発信部
から射出された超音波であるかの識別が可能になる。
Further, the plurality of ultrasonic wave transmitting units may emit ultrasonic waves modulated by pseudo random code sequences different from each other (claim 4). According to this configuration, even if ultrasonic waves are emitted at the same transmission time point, it is possible to identify which ultrasonic transmission unit is the ultrasonic wave emitted.

【0013】また、前記超音波発信手段は前記対象物に
向けて超音波を射出する1つの超音波発信部により成
り、前記超音波受信手段は所定長の間隔毎に配列される
複数の超音波受信部により成り、前記移動量算出手段
は、前記発信時点に対する各受信時点の遅延時間を求
め、これら各遅延時間、前記所定長および音速を用いて
前記対象物に対する前記移動体の相対的な移動量を算出
する構成でもよい(請求項5)。この構成によれば、遅
延時間、所定長および音速から移動体の相対的な移動量
が算出されるので、移動体の移動量を高精度に検出する
ことが可能になる。
Further, the ultrasonic wave transmitting means comprises one ultrasonic wave transmitting section for emitting ultrasonic waves toward the object, and the ultrasonic wave receiving means comprises a plurality of ultrasonic waves arranged at intervals of a predetermined length. The moving amount calculation means calculates a delay time at each reception time point with respect to the transmission time point, and uses the respective delay times, the predetermined length and the sound speed to relatively move the moving body with respect to the object. It may be configured to calculate the amount (claim 5). According to this configuration, since the relative moving amount of the moving body is calculated from the delay time, the predetermined length, and the sound speed, the moving amount of the moving body can be detected with high accuracy.

【0014】また、前記移動体の加速度の検出を行う加
速度センサと、前記加速度センサの検出結果を2重積分
して前記移動体の移動量を求める積分手段とを備え、前
記移動量算出手段および積分手段から得られる両移動量
のうち、信頼性の高い方の移動量が使用される構成でも
よい(請求項6)。この構成によれば、移動体の移動量
をさらに高精度に検出することが可能になる。
An acceleration sensor for detecting an acceleration of the moving body; and integrating means for double-integrating a detection result of the acceleration sensor to obtain a moving amount of the moving body. A configuration may be used in which the more reliable one of the two movement amounts obtained from the integration means is used (claim 6). According to this configuration, the moving amount of the moving body can be detected with higher accuracy.

【0015】さらに、絶対位置情報を求めるGPS受信
機と、前記絶対位置情報および前記移動量算出手段から
得られる移動量を用いて前記移動体の位置情報を求める
位置情報導出手段と、前記位置情報導出手段により求め
られた位置情報の出力を行う出力手段とを備える構成で
もよい(請求項7)。この構成によれば、常に高精度な
位置情報を求めることが可能になる。
Further, a GPS receiver for obtaining absolute position information, position information deriving means for obtaining position information of the moving body using the absolute position information and a movement amount obtained from the movement amount calculation means, Output means for outputting the position information obtained by the deriving means may be provided (claim 7). According to this configuration, it is possible to always obtain highly accurate position information.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施形態に係
る移動体移動量検出装置の概略構成図、図2は移動体の
移動量算出の説明図で、これらの図を用いて以下に第1
実施形態の説明を行う。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a moving body moving amount detecting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of calculating a moving amount of a moving body. Below is the first
An embodiment will be described.

【0017】図1に示す移動体移動量検出装置10は、
例えば車や人(例えば腰)などの図略の移動体に取り付
けられるものであって、移動体の移動に対して相対的に
静止している地面(対象物)に向けて、鉛直方向に対し
てθの角度(例えば10度)で超音波を射出する超音波
発信部11と、地面に向けて鉛直方向に超音波を射出す
るとともに地面からの超音波の反射波を受信する超音波
発信・受信部12と、信号処理部130、演算処理部1
31および出力部132により構成される本体13とを
備えている。
The moving body moving amount detecting device 10 shown in FIG.
For example, it is attached to an unillustrated moving body such as a car or a person (for example, a waist), and is directed vertically toward a ground (object) that is relatively stationary with respect to the movement of the moving body. An ultrasonic transmitter 11 for emitting ultrasonic waves at an angle of θ (for example, 10 degrees), and an ultrasonic transmitter for emitting ultrasonic waves in a vertical direction toward the ground and receiving reflected waves of the ultrasonic waves from the ground. Receiving unit 12, signal processing unit 130, arithmetic processing unit 1
And a main body 13 composed of an output section 132 and an output section 132.

【0018】信号処理部130は、超音波発信部11お
よび超音波発信・受信部12により送受信される信号の
処理を行うものである。
The signal processor 130 processes signals transmitted and received by the ultrasonic transmitter 11 and the ultrasonic transmitter / receiver 12.

【0019】演算処理部131は、MPU(マイクロプ
ロセッサユニット)などによりタイマ機能を備えて成
り、種々の演算処理および制御処理を行うものである。
The arithmetic processing section 131 is provided with a timer function by an MPU (microprocessor unit) or the like, and performs various arithmetic processing and control processing.

【0020】例えば、信号処理部130を介して、超音
波発信部11および超音波発信・受信部12から周波数
が互いに異なるバースト波の超音波を、同一の発信時点
に射出させる処理が行われる。ここで、周波数が互いに
異なるバースト波の超音波が使用されることにより、超
音波発信部11および当該超音波発信・受信部12から
射出された超音波の反射波を識別可能に受信することが
可能になる。
For example, through the signal processing unit 130, a process is performed in which the ultrasonic wave transmitting unit 11 and the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12 emit ultrasonic waves of burst waves having different frequencies at the same transmission time. Here, by using the ultrasonic waves of the burst waves having different frequencies, the reflected waves of the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic wave transmitting unit 11 and the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12 can be identifiably received. Will be possible.

【0021】また、超音波発信・受信部12および信号
処理部130を介して、地面からの超音波の反射波を監
視して、その反射波の受信時点を求め、これら各受信時
点の発信時点に対する遅延時間を求める処理が行われ
る。
Also, the reflected wave of the ultrasonic wave from the ground is monitored via the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12 and the signal processing unit 130, and the receiving time of the reflected wave is obtained. Is performed to determine the delay time for

【0022】さらに、移動量算出手段として、各遅延時
間、射出角度差θおよび音速を用いて地面に対する移動
体の相対的な移動量を算出する処理が行われる。ただ
し、射出角度差θおよび音速は、図略の記憶部に予め記
憶されている。
Further, as a movement amount calculating means, a process of calculating a relative movement amount of the moving body with respect to the ground using each delay time, the emission angle difference θ and the sound speed is performed. However, the emission angle difference θ and the sound speed are stored in a storage unit (not shown) in advance.

【0023】出力部132は、例えば、表示器、音声出
力器またはデータ出力器(インターフェース)などであ
り、演算処理部131により算出された移動量から得ら
れる所定情報(例えば、移動量や現在位置情報)などの
出力を行う。
The output unit 132 is, for example, a display, an audio output unit, or a data output unit (interface). The output unit 132 has predetermined information (for example, the movement amount and the current position) obtained from the movement amount calculated by the arithmetic processing unit 131. Information).

【0024】次に、移動体移動量検出装置10による移
動体の移動量算出原理について図2を参照しながら説明
する。
Next, the principle of calculating the moving amount of the moving object by the moving object moving amount detecting device 10 will be described with reference to FIG.

【0025】いま、移動体が水平方向に移動中に、移動
体移動量検出装置10がある発信時点に超音波を射出す
ると、超音波発信部11および超音波発信・受信部12
から射出された超音波は地面で反射され、各反射波のう
ち超音波発信・受信部12に入射する反射波は移動体の
移動量に応じて遅延する。
If the moving body moving amount detecting device 10 emits an ultrasonic wave at a certain transmission time while the moving body is moving in the horizontal direction, the ultrasonic wave transmitting section 11 and the ultrasonic transmitting / receiving section 12
The ultrasonic wave emitted from is reflected by the ground, and among the reflected waves, the reflected wave incident on the ultrasonic transmitting / receiving unit 12 is delayed according to the moving amount of the moving body.

【0026】このとき、反射波が受信されるまでの水平
方向の移動距離をX、発信時点における超音波発信部1
1から地面上の反射点G1までの距離をL1、発信時点
における超音波発信・受信部12から地面上の反射点G
2までの距離をL2、反射点G1からX移動後の超音波
発信・受信部12までの距離をL1r、反射点G2から
X移動後の超音波発信・受信部12までの距離をL2
r、超音波発信部11の超音波の発信時点に対するその
反射波の受信時点の遅延時間をT11、超音波発信・受
信部12の超音波の発信時点に対するその反射波の受信
時点の遅延時間をT12、そして音速をVとすると、次
の関係が成り立つ。
At this time, the moving distance in the horizontal direction until the reflected wave is received is X, and the ultrasonic wave transmitting unit 1 at the time of transmission is X.
L1 is the distance from 1 to the reflection point G1 on the ground, and the reflection point G on the ground from the ultrasonic transmission / reception unit 12 at the time of transmission.
L2 is the distance from the reflection point G1 to the ultrasonic transmission / reception unit 12 after the X movement, and L2 is the distance from the reflection point G2 to the ultrasonic transmission / reception unit 12 after the X movement.
r, the delay time of the reception time of the reflected wave with respect to the transmission time of the ultrasonic wave of the ultrasonic transmission unit 11 is T11, and the delay time of the reception time of the reflected wave with respect to the transmission time of the ultrasonic wave of the ultrasonic transmission / reception unit 12 is Assuming that T12 and the speed of sound are V, the following relationship holds.

【0027】L1+L1r=V×T11 L2+L2r=V×T12 また、図2から次の(数1)の関係が成り立ち、この
(数1)は上式から(数2)に変形できる。
L1 + L1r = V × T11 L2 + L2r = V × T12 From FIG. 2, the following relation (Equation 1) is established, and this (Equation 1) can be transformed from the above equation into (Equation 2).

【0028】[0028]

【数1】 (Equation 1)

【0029】[0029]

【数2】 (Equation 2)

【0030】ここで、音速V、遅延時間T11,T12
および射出角度差θが分かるので、未知数XおよびL2
を含む上記(数2)の2つの非線型方程式を収束演算で
解くことにより、移動量Xを算出することができる。
Here, the sound velocity V, the delay times T11 and T12
And the injection angle difference θ, the unknowns X and L2
By solving the two nonlinear equations of the above (Equation 2) including the following by the convergence calculation, the movement amount X can be calculated.

【0031】次に、移動体移動量検出装置10の動作に
ついて概説すると、超音波発信部11および超音波発信
・受信部12から超音波が地面に向けて同時に射出さ
れ、地面からの各反射波が超音波発信・受信部12によ
り受信される。この後、超音波の発信時点に対する各受
信時点の遅延時間が計測され、これら各遅延時間、射出
角度差θおよび音速から地面に対する移動体の相対的な
移動量が算出される。そして、この移動量から得られる
所定情報が出力される。
Next, an outline of the operation of the moving body moving amount detecting device 10 will be described. Ultrasonic waves are simultaneously emitted from the ultrasonic transmitting section 11 and the ultrasonic transmitting / receiving section 12 toward the ground, and each reflected wave from the ground is reflected. Is received by the ultrasonic transmission / reception unit 12. Thereafter, the delay time at each reception time point with respect to the transmission time point of the ultrasonic wave is measured, and the relative movement amount of the moving body with respect to the ground is calculated from each delay time, the emission angle difference θ, and the sound speed. Then, predetermined information obtained from the movement amount is output.

【0032】以上、第1実施形態によれば、例えば、移
動体が歩行者であって、GPS衛星からの電波が届かな
い室内や地下道などを等速度であるいは小さな加速度で
移動したとしても、導出した移動量に加速度センサのよ
うな誤差が含まれないので、高精度な移動量の検出が可
能になる。
As described above, according to the first embodiment, even if the moving body is a pedestrian and moves at a constant speed or at a low acceleration in a room or underground where radio waves from the GPS satellites do not reach, for example, Since the movement amount does not include an error unlike the acceleration sensor, it is possible to detect the movement amount with high accuracy.

【0033】図3は本発明の第2実施形態に係る移動体
移動量検出装置の概略構成図、図4は本移動体移動量検
出装置で使用される超音波の説明図で、これらの図を用
いて以下に第2実施形態の説明を行う。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a moving body moving amount detecting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of ultrasonic waves used in the moving body moving amount detecting device. The second embodiment will be described below with reference to FIG.

【0034】図3に示す移動体移動量検出装置20は、
例えば車や人などの図略の移動体に取り付けられるもの
であって、移動体の移動に対して相対的に静止している
地面に向けて、鉛直方向に対してθの角度で超音波を射
出する超音波発信部21と、地面に向けて鉛直方向に超
音波を射出するとともに地面からの超音波の反射波を受
信する超音波発信・受信部22と、信号処理部230以
外は第1実施形態の本体13と同様に構成される本体2
3とを備えている。
The moving body moving amount detecting device 20 shown in FIG.
For example, it is attached to an unillustrated moving body such as a car or a person, and emits ultrasonic waves at an angle of θ with respect to the vertical direction toward the ground which is relatively stationary with respect to the movement of the moving body. Except for the ultrasonic transmitting unit 21 for emitting, the ultrasonic transmitting / receiving unit 22 for emitting ultrasonic waves in the vertical direction toward the ground and receiving the reflected waves of the ultrasonic waves from the ground, The main body 2 configured similarly to the main body 13 of the embodiment
3 is provided.

【0035】さらに、第1実施形態との相違点について
詳述すると、超音波発信部21は、正弦波状の超音波信
号(図4のS1参照)を矩形波状の疑似ランダム符号列
(図4のS2参照)でスペクトラム拡散変調して得られ
る超音波(図4のS3参照)を射出する。
Further, the difference from the first embodiment will be described in detail. The ultrasonic wave transmitting section 21 converts a sinusoidal ultrasonic signal (see S1 in FIG. 4) into a rectangular pseudo-random code string (in FIG. 4). Ultrasonic waves (see S3 in FIG. 4) obtained by spread spectrum modulation in (S2) are emitted.

【0036】超音波発信・受信部22は、上記と同一の
周波数の超音波信号を異なる疑似ランダム符号列でスペ
クトラム拡散変調して得られ、超音波発信部21と相違
する超音波を射出する。
The ultrasonic transmission / reception unit 22 is obtained by subjecting an ultrasonic signal having the same frequency as described above to spread spectrum modulation with a different pseudo random code sequence, and emits an ultrasonic wave different from that of the ultrasonic transmission unit 21.

【0037】信号処理部230は、超音波発信部21お
よび超音波発信・受信部22により送受信される信号の
処理を行うもので、例えば、超音波発信・受信部22を
介して受信された超音波が超音波発信部21および超音
波発信・受信部22のいずれから射出されたものである
かを識別可能にすべく、その受信された超音波の信号に
対してスペクトラム逆拡散を行う。
The signal processing section 230 processes signals transmitted and received by the ultrasonic transmitting section 21 and the ultrasonic transmitting / receiving section 22. For example, the signal processing section 230 receives the ultrasonic signals transmitted through the ultrasonic transmitting / receiving section 22. In order to identify whether the sound wave is emitted from the ultrasonic wave transmitting unit 21 or the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 22, the received ultrasonic signal is subjected to spectrum despreading.

【0038】次に、移動体移動量検出装置20の動作に
ついて概説すると、超音波発信部21および超音波発信
・受信部22から超音波が地面に向けて同時に射出さ
れ、地面からの各反射波が超音波発信・受信部22によ
り受信される。この後、超音波の発信時点に対する各受
信時点の遅延時間が計測され、これら各遅延時間、射出
角度差θおよび音速から地面に対する移動体の相対的な
移動量が算出される。そして、この移動量から得られる
所定情報が出力される。
Next, an outline of the operation of the moving body moving amount detecting device 20 will be described. Ultrasonic waves are simultaneously emitted from the ultrasonic transmitting section 21 and the ultrasonic transmitting / receiving section 22 toward the ground, and each reflected wave from the ground is reflected. Is received by the ultrasonic transmission / reception unit 22. Thereafter, the delay time at each reception time point with respect to the transmission time point of the ultrasonic wave is measured, and the relative movement amount of the moving body with respect to the ground is calculated from each delay time, the emission angle difference θ, and the sound speed. Then, predetermined information obtained from the movement amount is output.

【0039】以上、第2実施形態によれば、スペクトラ
ム拡散変調して得られる超音波を使用することにより、
ノイズレベルが高い環境下でも反射波の遅延時間を高精
度に求めることが可能になる。
As described above, according to the second embodiment, by using the ultrasonic waves obtained by the spread spectrum modulation,
The delay time of the reflected wave can be obtained with high accuracy even in an environment where the noise level is high.

【0040】図5は本発明の第3実施形態に係る移動体
移動量検出装置の概略構成図、図6は移動体の移動量算
出の説明図で、これらの図を用いて以下に第3実施形態
の説明を行う。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a moving body moving amount detecting device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an explanatory diagram of calculating the moving amount of the moving body. An embodiment will be described.

【0041】図5に示す移動体移動量検出装置30は、
例えば車や人などの図略の移動体に取り付けられるもの
であって、移動体の移動に対して相対的に静止している
地面に向けて鉛直方向に超音波を射出するとともに、地
面からの超音波の反射波を受信する超音波発信・受信部
12と、この超音波発信・受信部12から所定長Dだけ
離間してその超音波発信・受信部12を挟んで互いに対
向配置され、地面からの超音波の反射波を受信する一対
の超音波受信部321,322と、信号処理部330、
演算処理部331および出力部132により構成される
本体33とを備えている。
The moving body moving amount detecting device 30 shown in FIG.
For example, it is attached to an unillustrated moving body such as a car or a person, and emits ultrasonic waves in a vertical direction toward the ground that is relatively stationary with respect to the movement of the moving body, and also emits ultrasonic waves from the ground. An ultrasonic transmission / reception unit 12 for receiving a reflected wave of an ultrasonic wave, and an ultrasonic transmission / reception unit 12 which is spaced apart from the ultrasonic transmission / reception unit 12 by a predetermined length D and opposed to each other with the ultrasonic transmission / reception unit 12 interposed therebetween, A pair of ultrasonic receiving units 321 and 322 for receiving reflected waves of ultrasonic waves from
The main body 33 includes an arithmetic processing unit 331 and an output unit 132.

【0042】信号処理部330は、超音波発信・受信部
12および超音波受信部321,322により送受信さ
れる信号の処理を行うものである。
The signal processing section 330 processes signals transmitted and received by the ultrasonic transmission / reception section 12 and the ultrasonic reception sections 321 and 322.

【0043】演算処理部331は、MPUなどによりタ
イマ機能を備えて成り、種々の演算処理および制御処理
を行うものである。
The arithmetic processing section 331 is provided with a timer function by an MPU or the like, and performs various arithmetic processing and control processing.

【0044】例えば、信号処理部330を介して、超音
波発信・受信部12からバースト波の超音波をある発信
時点に射出させる処理が行われる。
For example, through the signal processing unit 330, a process is performed in which the ultrasonic transmission / reception unit 12 emits a burst ultrasonic wave at a certain transmission time.

【0045】また、超音波発信・受信部12、超音波受
信部321,322および信号処理部330を介して、
地面からの超音波の反射波を監視して、その反射波の受
信時点を求め、これら各受信時点の発信時点に対する遅
延時間を求める処理が行われる。
Further, through the ultrasonic transmission / reception unit 12, the ultrasonic reception units 321 and 322, and the signal processing unit 330,
The processing of monitoring the reflected wave of the ultrasonic wave from the ground, obtaining the reception time of the reflected wave, and calculating the delay time from the transmission time of each of these reception times is performed.

【0046】さらに、移動量算出手段として、各遅延時
間、所定長Dおよび音速を用いて地面に対する移動体の
相対的な移動量を算出する処理が行われる。ただし、所
定長Dおよび音速は、図略の記憶部に予め記憶されてい
る。
Further, as the movement amount calculating means, a process of calculating the relative movement amount of the moving body with respect to the ground using each delay time, predetermined length D and sound speed is performed. However, the predetermined length D and the sound speed are stored in a storage unit (not shown) in advance.

【0047】次に、移動体移動量検出装置30による移
動体の移動量算出原理について図6を参照しながら説明
する。
Next, the principle of calculating the moving amount of the moving object by the moving object moving amount detecting device 30 will be described with reference to FIG.

【0048】いま、移動体が水平方向に移動中に、移動
体移動量検出装置30がある発信時点に超音波を射出す
る場合、反射波が超音波発信・受信部12で受信される
までの水平方向の移動距離をX、発信時点における超音
波発信・受信部12から地面上の反射点Gまでの距離を
L、超音波の発信時点に対する超音波発信・受信部12
によるその反射波の受信時点の遅延時間をT12、同発
信時点に対する超音波受信部322によるその反射波の
受信時点の遅延時間をT322、超音波発信・受信部1
2から射出された超音波の反射点Gへの伝搬経路とその
反射波の超音波発信・受信部12への伝搬経路とのなす
角をθ、そして音速をVとすると、D≪Lであるので、
次の(数3)および(数4)が成り立つ。
Now, when the moving body moving amount detecting device 30 emits an ultrasonic wave at a certain transmission time while the moving body is moving in the horizontal direction, it takes a time until the reflected wave is received by the ultrasonic wave transmitting / receiving section 12. The distance X in the horizontal direction is L, the distance from the ultrasonic transmission / reception unit 12 at the transmission time to the reflection point G on the ground is L, and the ultrasonic transmission / reception unit 12 relative to the transmission time of the ultrasonic wave.
The delay time at the time of reception of the reflected wave by T12 is T12, the delay time at the reception time of the reflected wave by the ultrasonic receiver 322 with respect to the same transmission time is T322, and the ultrasonic transmission / reception unit 1
Assuming that the angle between the propagation path of the ultrasonic wave emitted from 2 to the reflection point G and the propagation path of the reflected wave to the ultrasonic transmission / reception unit 12 is θ, and the sound speed is V, D≪L. So
The following (Equation 3) and (Equation 4) hold.

【0049】[0049]

【数3】 (Equation 3)

【0050】[0050]

【数4】 (Equation 4)

【0051】ここで、音速V、遅延時間T12および
(数3)からtanθが分かるので、未知数XおよびL
を含む上記(数4)の2つの式を解くことにより、移動
量Xを算出することができる。
Here, since tan θ can be determined from the sound velocity V, the delay time T12, and (Equation 3), the unknowns X and L
The movement amount X can be calculated by solving the above two equations (Equation 4).

【0052】次に、移動体移動量検出装置30の動作に
ついて概説すると、超音波発信・受信部12から超音波
が地面に向けて射出され、地面からの反射波が超音波発
信・受信部12および超音波受信部321,322によ
り受信される。この後、超音波の発信時点に対する各受
信時点の遅延時間が計測され、これら各遅延時間、所定
長Dおよび音速から地面に対する移動体の相対的な移動
量が算出される。そして、この移動量から得られる所定
情報が出力される。
Next, an outline of the operation of the moving body moving amount detecting device 30 will be described. Ultrasonic waves are emitted from the ultrasonic transmission / reception unit 12 toward the ground, and reflected waves from the ground are reflected by the ultrasonic transmission / reception unit 12. And the ultrasonic receiving units 321 and 322. Thereafter, the delay time at each reception time point with respect to the transmission time point of the ultrasonic wave is measured, and the relative movement amount of the moving body with respect to the ground is calculated from the delay time, the predetermined length D, and the sound speed. Then, predetermined information obtained from the movement amount is output.

【0053】以上、第3実施形態によれば、例えば、移
動体が歩行者であって、GPS衛星からの電波が届かな
い室内や地下道などを等速度であるいは小さな加速度で
移動したとしても、導出した移動量に加速度センサのよ
うな誤差が含まれないので、高精度な移動量の検出が可
能になる。
As described above, according to the third embodiment, for example, even if the moving body is a pedestrian and moves at a constant speed or at a low acceleration in a room or underpass where radio waves from GPS satellites do not reach, Since the movement amount does not include an error unlike the acceleration sensor, it is possible to detect the movement amount with high accuracy.

【0054】なお、上記(数3)では、遅延時間T1
2,T322が使用されているが、それら遅延時間を算
出する際に使用した受信時点(受信時刻)を用いても同
様にtanθを求めることが可能になるのは言うまでも
ない。
In the above (Equation 3), the delay time T1
2, T322 is used, but it goes without saying that tan θ can be similarly obtained by using the reception time (reception time) used in calculating the delay time.

【0055】図7は本発明の第4実施形態に係る移動体
移動量検出装置の概略構成図で、この図を用いて以下に
第4実施形態の説明を行う。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a moving body moving amount detecting device according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment will be described below with reference to FIG.

【0056】図7に示す移動体移動量検出装置40は、
超音波発信部11および超音波発信・受信部12を第1
実施形態と同様に備えているほか、第1実施形態と相違
する本体43を備えている。
The moving body moving amount detecting device 40 shown in FIG.
The ultrasonic transmitting unit 11 and the ultrasonic transmitting / receiving unit 12
In addition to being provided in the same manner as in the embodiment, a main body 43 that is different from the first embodiment is provided.

【0057】この本体43は、信号処理部130、演算
処理部131および出力部132を第1実施形態とほぼ
同様に備えているほか、移動体の加速度の検出を行う加
速度センサ430、この加速度センサ430の検出結果
を2重積分して移動体の移動量を求める積分回路431
(積分手段)、および判断処理部432をさらに備えて
いる。
The main body 43 includes a signal processing section 130, an arithmetic processing section 131, and an output section 132 in substantially the same manner as in the first embodiment. In addition, an acceleration sensor 430 for detecting the acceleration of a moving object, Integrator 431 for double-integrating the detection result of 430 to obtain the moving amount of the moving body
(Integrating means), and a judgment processing unit 432.

【0058】この判断処理部432は、演算処理部13
1とともにMPUにより構成され、演算処理部131お
よび積分回路431から得られる両移動量のうち、信頼
性の高い方の移動量を使用して現在位置情報などの所定
情報を求めるものである。第4実施形態では、加速度セ
ンサ430で検出される加速度が所定値より大きけれ
ば、積分回路431からの移動量が使用され、加速度が
所定値より小さければ、演算処理部131からの移動量
が使用される構成になっている。
This judgment processing section 432 is
1 and an MPU, and obtains predetermined information such as current position information using the more reliable movement amount of the movement amounts obtained from the arithmetic processing unit 131 and the integration circuit 431. In the fourth embodiment, if the acceleration detected by the acceleration sensor 430 is larger than a predetermined value, the movement amount from the integration circuit 431 is used. If the acceleration is smaller than the predetermined value, the movement amount from the arithmetic processing unit 131 is used. It is configured to be.

【0059】次に、移動体移動量検出装置40の動作に
ついて概説すると、超音波発信部11および超音波発信
・受信部12から超音波が地面に向けて同時に射出さ
れ、地面からの各反射波が超音波発信・受信部12によ
り受信される。この後、超音波の発信時点に対する各受
信時点の遅延時間が計測され、これら各遅延時間、射出
角度差θおよび音速から地面に対する移動体の相対的な
移動量が算出される。
Next, an outline of the operation of the moving body moving amount detecting device 40 will be described. Ultrasonic waves are simultaneously emitted from the ultrasonic wave transmitting unit 11 and the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12 toward the ground, and each reflected wave from the ground is reflected. Is received by the ultrasonic transmission / reception unit 12. Thereafter, the delay time at each reception time point with respect to the transmission time point of the ultrasonic wave is measured, and the relative movement amount of the moving body with respect to the ground is calculated from each delay time, the emission angle difference θ, and the sound speed.

【0060】他方、加速度センサ430により移動体の
加速度の検出が行われ、この検出結果が2重積分されて
移動体の移動量が算出される。
On the other hand, the acceleration of the moving object is detected by the acceleration sensor 430, and the detection result is double integrated to calculate the moving amount of the moving object.

【0061】演算処理部131および積分回路431の
双方で移動量が求められると、加速度センサ430で検
出される加速度が所定値より大きければ積分回路431
からの移動量が使用され、その移動量から所定情報が求
められる。これに対して、加速度が所定値より小さけれ
ば、演算処理部131からの移動量が使用され、その移
動量から所定情報が求められる。この後、所定情報が出
力される。
When the movement amount is obtained by both the arithmetic processing unit 131 and the integration circuit 431, if the acceleration detected by the acceleration sensor 430 is larger than a predetermined value, the integration circuit 431
Is used, and predetermined information is obtained from the amount of movement. On the other hand, if the acceleration is smaller than the predetermined value, the moving amount from the arithmetic processing unit 131 is used, and the predetermined information is obtained from the moving amount. Thereafter, predetermined information is output.

【0062】以上、第4実施形態によれば、信頼性の高
い方の移動量が使用されるので、より高精度な移動量の
検出が可能になる。
As described above, according to the fourth embodiment, the more reliable movement amount is used, so that the movement amount can be detected with higher accuracy.

【0063】なお、第4実施形態では、移動量を2つ求
めていずれか一方を使用する構成になっているが、これ
に限らず、加速度センサ430で検出される加速度が所
定値より大きければ、加速度センサ430の検出結果か
ら移動体の移動量を求め、この移動量を使用し、所定値
より小さければ、超音波発信部11、超音波発信・受信
部12、信号処理部130および演算処理部131によ
り移動体の移動量を求め、この移動量を使用する構成で
もよい。
In the fourth embodiment, two movement amounts are obtained and one of them is used. However, the present invention is not limited to this, and if the acceleration detected by the acceleration sensor 430 is larger than a predetermined value. The moving amount of the moving body is obtained from the detection result of the acceleration sensor 430, and the moving amount is used. If the moving amount is smaller than a predetermined value, the ultrasonic transmitting unit 11, the ultrasonic transmitting / receiving unit 12, the signal processing unit 130, and the arithmetic processing The moving amount of the moving body may be obtained by the unit 131, and the moving amount may be used.

【0064】図8は本発明の第5実施形態に係る移動体
移動量検出装置の概略構成図で、この図を用いて以下に
第5実施形態の説明を行う。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a moving body movement amount detecting device according to a fifth embodiment of the present invention, and the fifth embodiment will be described below with reference to FIG.

【0065】図8に示す移動体移動量検出装置50は、
超音波発信部11および超音波発信・受信部12を第1
実施形態と同様に備えているほか、第1実施形態との相
違点として、GPSアンテナ1および本体53を備えて
いる。
The moving body moving amount detecting device 50 shown in FIG.
The ultrasonic transmitting unit 11 and the ultrasonic transmitting / receiving unit 12
In addition to being provided in the same manner as in the first embodiment, a difference from the first embodiment is that a GPS antenna 1 and a main body 53 are provided.

【0066】この本体53は、信号処理部130、演算
処理部131および出力部132を第1実施形態とほぼ
同様に備えているほか、緯度、経度および高度などのい
わゆる絶対位置情報を求めるGPS受信機531、およ
び判断処理部532(位置情報導出手段)をさらに備え
ている。
The main unit 53 includes a signal processing unit 130, an arithmetic processing unit 131, and an output unit 132 almost in the same manner as in the first embodiment, and further includes a GPS receiving unit for obtaining so-called absolute position information such as latitude, longitude and altitude. Device 531 and a determination processing unit 532 (position information deriving means).

【0067】この判断処理部532は、演算処理部13
1とともにMPUにより構成され、GPS受信機531
がGPSアンテナ1を介してGPS衛星からの電波を受
信することができる場合には、GPS受信機531から
の絶対位置情報を新たな絶対位置情報が得られるまで記
憶するとともに、その絶対位置情報から移動体の現在位
置情報を特定する一方、GPS衛星からの電波を受信す
ることができない場合には、記憶している絶対位置情報
および演算処理部131から得られる移動量を用いて、
移動体の現在位置情報を特定(推定)するものである。
This judgment processing unit 532 is
1 and an MPU, and a GPS receiver 531
Is able to receive radio waves from GPS satellites via the GPS antenna 1, stores the absolute position information from the GPS receiver 531 until new absolute position information is obtained, and stores the absolute position information from the absolute position information. If the current position information of the moving object is specified, but the radio wave from the GPS satellite cannot be received, the stored absolute position information and the movement amount obtained from the arithmetic processing unit 131 are used.
It specifies (estimates) the current position information of the moving object.

【0068】ただし、出力部132からは、判断処理部
532により特定された現在位置情報などの所定情報の
出力が行われる。
However, the output section 132 outputs predetermined information such as the current position information specified by the determination processing section 532.

【0069】次に、移動体移動量検出装置50の動作に
ついて概説すると、GPS受信機531がGPSアンテ
ナ1を介してGPS衛星からの電波を受信することがで
きる場合には、GPS受信機531からの絶対位置情報
が記憶されるとともに、その絶対位置情報から移動体の
現在位置情報が特定される。そして、特定された現在位
置情報などの所定情報の出力が行われる。
Next, an outline of the operation of the mobile object movement amount detecting device 50 is as follows. When the GPS receiver 531 can receive radio waves from GPS satellites via the GPS antenna 1, the GPS receiver 531 transmits the signal. Is stored, and the current position information of the moving object is specified from the absolute position information. Then, predetermined information such as the specified current position information is output.

【0070】これに対して、GPS衛星からの電波を受
信することができない場合には、超音波発信部11およ
び超音波発信・受信部12から超音波が地面に向けて同
時に射出され、地面からの各反射波が超音波発信・受信
部12により受信される。この後、超音波の発信時点に
対する各受信時点の遅延時間が計測され、これら各遅延
時間、射出角度差θおよび音速から地面に対する移動体
の相対的な移動量が算出される。この後、この移動量お
よび記憶している絶対位置情報から、移動体の現在位置
情報が特定される。そして、特定された現在位置情報な
どの所定情報の出力が行われる。
On the other hand, when the radio wave from the GPS satellite cannot be received, the ultrasonic wave is simultaneously emitted from the ultrasonic wave transmitting unit 11 and the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12 toward the ground, and the ultrasonic wave is transmitted from the ground. Are received by the ultrasonic transmission / reception unit 12. Thereafter, the delay time at each reception time point with respect to the transmission time point of the ultrasonic wave is measured, and the relative movement amount of the moving body with respect to the ground is calculated from each delay time, the emission angle difference θ, and the sound speed. Thereafter, the current position information of the moving object is specified from the movement amount and the stored absolute position information. Then, predetermined information such as the specified current position information is output.

【0071】以上、第5実施形態によれば、常に高精度
な現在位置情報を得ることが可能になる。
As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to always obtain highly accurate current position information.

【0072】図9は本発明の第6実施形態に係る移動体
移動量検出装置の概略構成図で、この図を用いて以下に
第6実施形態の説明を行う。
FIG. 9 is a schematic block diagram of a moving body moving amount detecting device according to a sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment will be described below with reference to FIG.

【0073】図9に示す移動体移動量検出装置60は、
超音波発信部11および超音波発信・受信部12を第1
実施形態と同様に備えているほか、第1実施形態と相違
する本体63を備えている。
The moving body moving amount detecting device 60 shown in FIG.
The ultrasonic transmitting unit 11 and the ultrasonic transmitting / receiving unit 12
In addition to being provided in the same manner as in the embodiment, a main body 63 different from that of the first embodiment is provided.

【0074】この本体63は、信号処理部130および
出力部132を第1実施形態とほぼ同様に備えているほ
か、第1実施形態との相違点として、超音波発信・受信
部12から地面上の反射点G2までの距離L2(図2参
照)を記憶する移動体高さ記憶部630および演算処理
部631を備えている。なお、距離L2は、学習処理に
より適宜更新される構成でもよい。
The main body 63 includes a signal processing unit 130 and an output unit 132 almost in the same manner as in the first embodiment, and differs from the first embodiment in that the ultrasonic transmission / reception unit 12 sends the signal And a calculation processing unit 631 for storing a distance L2 (see FIG. 2) to the reflection point G2 of the moving object. Note that the distance L2 may be appropriately updated by a learning process.

【0075】この演算処理部631は、移動体高さ記憶
部630により記憶されている距離L2を用いて、(数
2)の2式から2つの移動量Xを算出し、これら2つの
移動量Xに最小2乗法(単なる平均でもよい)などを適
用して1つの移動量Xを求める以外は、演算処理部13
1と同様に構成される。
Using the distance L2 stored in the moving body height storage section 630, the arithmetic processing section 631 calculates two movement amounts X from the two equations (Equation 2), and calculates these two movement amounts X. Except that the least square method (or simply the average) may be applied to the calculation of one moving amount X.
1 is configured.

【0076】以上、第6実施形態によれば、第1実施形
態よりもさらに高精度な移動量の検出が可能になる。
As described above, according to the sixth embodiment, the movement amount can be detected with higher accuracy than in the first embodiment.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
1記載の発明の移動体に取り付けられる移動体移動量検
出装置によれば、前記移動体の移動に対して相対的に静
止している対象物に向けてある発信時点に超音波を射出
する超音波発信手段と、前記対象物からの前記超音波の
反射波を受信する超音波受信手段と、前記超音波受信手
段が前記超音波の反射波を受信する受信時点の前記発信
時点に対する遅延時間を求め、この遅延時間を用いて前
記対象物に対する前記移動体の相対的な移動量を算出す
る移動量算出手段とを備えるので、移動体の移動量を高
精度に検出することが可能になる。
As is apparent from the above description, according to the moving body moving amount detecting device attached to the moving body according to the first aspect of the present invention, the moving body is relatively stationary with respect to the movement of the moving body. An ultrasonic transmitting unit that emits an ultrasonic wave at a transmission time point toward an object, an ultrasonic receiving unit that receives a reflected wave of the ultrasonic wave from the object, and the ultrasonic receiving unit includes the ultrasonic wave. Moving time calculating means for calculating a relative moving amount of the moving object with respect to the target object using the delay time with respect to a delay time of the receiving time point at which the reflected wave is received. The amount of movement of the body can be detected with high accuracy.

【0078】請求項2記載の発明によれば、前記超音波
発信手段は前記対象物に向けて、所定の射出角度差をも
って同一の発信時点に超音波を射出する複数の超音波発
信部により成り、前記超音波受信手段は1つの超音波受
信部により成り、前記移動量算出手段は、前記発信時点
に対する各受信時点の遅延時間を求め、これら各遅延時
間、前記射出角度差および音速を用いて前記対象物に対
する前記移動体の相対的な移動量を算出するので、移動
体の移動量を高精度に検出することが可能になる。
According to the second aspect of the present invention, the ultrasonic wave transmitting means includes a plurality of ultrasonic wave transmitting units for emitting ultrasonic waves toward the object at the same transmission time with a predetermined emission angle difference. The ultrasonic receiving means comprises one ultrasonic receiving unit, and the moving amount calculating means obtains a delay time at each reception time point with respect to the transmission time point, and uses each of these delay times, the emission angle difference and the sound speed. Since the relative movement amount of the moving body with respect to the target object is calculated, the moving amount of the moving body can be detected with high accuracy.

【0079】請求項3記載の発明によれば、前記複数の
超音波発信部は周波数成分が互いに異なるパルス波の超
音波を射出するので、いずれの超音波発信部から射出さ
れた超音波であるかの識別が可能になる。
According to the third aspect of the present invention, since the plurality of ultrasonic wave transmitting units emit ultrasonic waves of pulse waves having different frequency components, the ultrasonic waves are emitted from any of the ultrasonic wave transmitting units. Can be identified.

【0080】請求項4記載の発明によれば、前記複数の
超音波発信部は互いに異なる疑似ランダム符号列で変調
された超音波を射出するので、いずれの超音波発信部か
ら射出された超音波であるかの識別が可能になる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the plurality of ultrasonic wave transmitting units emit ultrasonic waves modulated by different pseudo random code sequences, the ultrasonic wave emitted from any of the ultrasonic wave transmitting units. Can be identified.

【0081】請求項5記載の発明によれば、前記超音波
発信手段は前記対象物に向けて超音波を射出する1つの
超音波発信部により成り、前記超音波受信手段は所定長
の間隔毎に配列される複数の超音波受信部により成り、
前記移動量算出手段は、前記発信時点に対する各受信時
点の遅延時間を求め、これら各遅延時間、前記所定長お
よび音速を用いて前記対象物に対する前記移動体の相対
的な移動量を算出するので、移動体の移動量を高精度に
検出することが可能になる。
According to the fifth aspect of the present invention, the ultrasonic wave transmitting means comprises one ultrasonic wave transmitting section for emitting ultrasonic waves toward the object, and the ultrasonic wave receiving means is provided at intervals of a predetermined length. Consisting of a plurality of ultrasonic receivers arranged in
Since the movement amount calculating means calculates a delay time of each reception time point with respect to the transmission time point, and calculates a relative movement amount of the moving body with respect to the object using each of the delay times, the predetermined length and the sound speed. In addition, it is possible to detect the moving amount of the moving body with high accuracy.

【0082】請求項6記載の発明によれば、前記移動体
の加速度の検出を行う加速度センサと、前記加速度セン
サの検出結果を2重積分して前記移動体の移動量を求め
る積分手段とを備え、前記移動量算出手段および積分手
段から得られる両移動量のうち、信頼性の高い方の移動
量が使用されるので、移動体の移動量をさらに高精度に
検出することが可能になる。
According to the sixth aspect of the present invention, the acceleration sensor for detecting the acceleration of the moving body and the integrating means for double-integrating the detection result of the acceleration sensor to obtain the moving amount of the moving body are provided. Since the more reliable one of the two moving amounts obtained from the moving amount calculating means and the integrating means is used, the moving amount of the moving body can be detected with higher accuracy. .

【0083】請求項7記載の発明によれば、絶対位置情
報を求めるGPS受信機と、前記絶対位置情報および前
記移動量算出手段から得られる移動量を用いて前記移動
体の位置情報を求める位置情報導出手段と、前記位置情
報導出手段により求められた位置情報の出力を行う出力
手段とを備えるので、常に高精度な位置情報を求めるこ
とが可能になる。
According to the seventh aspect of the present invention, a GPS receiver for obtaining absolute position information, and a position for obtaining position information of the moving body using the absolute position information and the movement amount obtained from the movement amount calculation means. Since the apparatus includes the information deriving unit and the output unit that outputs the position information obtained by the position information deriving unit, it is possible to always obtain highly accurate position information.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る移動体移動量検出
装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a moving body movement amount detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態における移動体の移動量算出の説
明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of calculating a moving amount of a moving object in the first embodiment.

【図3】本発明の第2実施形態に係る移動体移動量検出
装置の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a moving body movement amount detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示す移動体移動量検出装置で使用される
超音波の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of ultrasonic waves used in the moving body movement amount detection device shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第3実施形態に係る移動体移動量検出
装置の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a moving body movement amount detection device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5に示す移動体の移動量算出の説明図であ
る。
6 is an explanatory diagram of calculating a moving amount of the moving object shown in FIG. 5;

【図7】本発明の第4実施形態に係る移動体移動量検出
装置の概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a moving body movement amount detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5実施形態に係る移動体移動量検出
装置の概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a moving body movement amount detection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6実施形態に係る移動体移動量検出
装置の概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a moving body movement amount detection device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】GPSに対応した従来の装置の一般的な構成
図である。
FIG. 10 is a general configuration diagram of a conventional device compatible with GPS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,30,40,50,60 移動体移動量検
出装置 11,21 超音波発信部 12,22 超音波発信・受信部 13,23 本体 130,230,330 信号処理部 131,331,631 演算処理部 132 出力部 321,322 超音波受信部 430 加速度センサ 431 積分回路 432,532 判断処理部 531 GPS受信機 630 移動体高さ記憶部
10, 20, 30, 40, 50, 60 Moving body movement amount detection device 11, 21 Ultrasonic transmission unit 12, 22 Ultrasonic transmission / reception unit 13, 23 Main body 130, 230, 330 Signal processing unit 131, 331, 631 Arithmetic processing unit 132 Output unit 321,322 Ultrasonic wave receiving unit 430 Acceleration sensor 431 Integrating circuit 432,532 Judgment processing unit 531 GPS receiver 630 Moving object height storage unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末藤 卓也 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 福田 正仁 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 辻本 郁夫 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 奥野 健治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 川本 和宏 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5J083 AA02 AB20 AD03 AD04 AE01 AE08 AF04 AF05 AG09 BA02 BA09 CA01 CA02 CA04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takuya Sueto 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Pref.Matsushita Electric Works, Ltd. 72) Inventor Ikuo Tsujimoto 1048 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Works Co., Ltd. 1048 Kadoma Kadoma, Matsushita Electric Works, Ltd. F-term (reference) 5J083 AA02 AB20 AD03 AD04 AE01 AE08 AF04 AF05 AG09 BA02 BA09 CA01 CA02 CA04

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動体に取り付けられる移動体移動量検
出装置であって、 前記移動体の移動に対して相対的に静止している対象物
に向けてある発信時点に超音波を射出する超音波発信手
段と、 前記対象物からの前記超音波の反射波を受信する超音波
受信手段と、 前記超音波受信手段が前記超音波の反射波を受信する受
信時点の前記発信時点に対する遅延時間を求め、この遅
延時間を用いて前記対象物に対する前記移動体の相対的
な移動量を算出する移動量算出手段とを備える移動体移
動量検出装置。
1. An apparatus for detecting a moving amount of a moving body attached to a moving body, wherein the ultrasonic wave is emitted at a point of time of transmission toward an object which is relatively stationary with respect to the movement of the moving body. Sound wave transmitting means, an ultrasonic wave receiving means for receiving a reflected wave of the ultrasonic wave from the object, and a delay time with respect to the transmission time point at a reception time point at which the ultrasonic wave receiving means receives the reflected wave of the ultrasonic wave. And a moving amount calculating means for calculating a relative moving amount of the moving object with respect to the target object using the delay time.
【請求項2】 前記超音波発信手段は前記対象物に向け
て、所定の射出角度差をもって同一の発信時点に超音波
を射出する複数の超音波発信部により成り、 前記超音波受信手段は1つの超音波受信部により成り、 前記移動量算出手段は、前記発信時点に対する各受信時
点の遅延時間を求め、これら各遅延時間、前記射出角度
差および音速を用いて前記対象物に対する前記移動体の
相対的な移動量を算出する請求項1記載の移動体移動量
検出装置。
2. The ultrasonic transmitting means comprises a plurality of ultrasonic transmitting parts for emitting ultrasonic waves toward the object at the same transmitting time with a predetermined emission angle difference. The moving amount calculating means obtains a delay time of each reception time point with respect to the transmission time point, and uses each of these delay times, the emission angle difference and the sound speed to move the moving body with respect to the object. The moving body movement amount detecting device according to claim 1, wherein the relative movement amount is calculated.
【請求項3】 前記複数の超音波発信部は周波数成分が
互いに異なるパルス波の超音波を射出する請求項2記載
の移動体移動量検出装置。
3. The moving body moving amount detecting device according to claim 2, wherein the plurality of ultrasonic wave transmitting units emit ultrasonic waves of pulse waves having different frequency components from each other.
【請求項4】 前記複数の超音波発信部は互いに異なる
疑似ランダム符号列で変調された超音波を射出する請求
項2記載の移動体移動量検出装置。
4. The moving body moving amount detecting device according to claim 2, wherein the plurality of ultrasonic wave transmitting units emit ultrasonic waves modulated by different pseudo random code sequences.
【請求項5】 前記超音波発信手段は前記対象物に向け
て超音波を射出する1つの超音波発信部により成り、 前記超音波受信手段は所定長の間隔毎に配列される複数
の超音波受信部により成り、 前記移動量算出手段は、前記発信時点に対する各受信時
点の遅延時間を求め、これら各遅延時間、前記所定長お
よび音速を用いて前記対象物に対する前記移動体の相対
的な移動量を算出する請求項1記載の移動体移動量検出
装置。
5. The ultrasonic transmitting means comprises one ultrasonic transmitting section for emitting ultrasonic waves toward the object, and the ultrasonic receiving means comprises a plurality of ultrasonic waves arranged at intervals of a predetermined length. The moving amount calculating means obtains a delay time of each reception time point with respect to the transmission time point, and uses the respective delay times, the predetermined length and the sound speed to relatively move the moving body with respect to the object. The moving object moving amount detecting device according to claim 1, wherein the moving amount is calculated.
【請求項6】 前記移動体の加速度の検出を行う加速度
センサと、 前記加速度センサの検出結果を2重積分して前記移動体
の移動量を求める積分手段とを備え、 前記移動量算出手段および積分手段から得られる両移動
量のうち、信頼性の高い方の移動量が使用される請求項
1記載の移動体移動量検出装置。
6. An acceleration sensor for detecting an acceleration of the moving body, and integrating means for double-integrating a detection result of the acceleration sensor to obtain a moving amount of the moving body, wherein the moving amount calculating means and 2. The moving body movement amount detecting device according to claim 1, wherein the more reliable movement amount is used among the two movement amounts obtained from the integration means.
【請求項7】 絶対位置情報を求めるGPS受信機と、 前記絶対位置情報および前記移動量算出手段から得られ
る移動量を用いて前記移動体の位置情報を求める位置情
報導出手段と、 前記位置情報導出手段により求められた位置情報の出力
を行う出力手段とを備える請求項1記載の移動体移動量
検出装置。
7. A GPS receiver for obtaining absolute position information, position information deriving means for obtaining position information of the moving body using the absolute position information and a movement amount obtained from the movement amount calculation means, The moving body movement amount detecting device according to claim 1, further comprising an output unit that outputs the position information obtained by the deriving unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015179524A (en) * 2010-06-29 2015-10-08 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Touchless sensing and gesture recognition using continuous wave ultrasound signals

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