JP2543234B2 - 超音波式物体感知装置 - Google Patents
超音波式物体感知装置Info
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- JP2543234B2 JP2543234B2 JP17344290A JP17344290A JP2543234B2 JP 2543234 B2 JP2543234 B2 JP 2543234B2 JP 17344290 A JP17344290 A JP 17344290A JP 17344290 A JP17344290 A JP 17344290A JP 2543234 B2 JP2543234 B2 JP 2543234B2
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- ultrasonic
- attenuator
- attenuation
- pulse
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/04—Systems determining presence of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
- G01S7/527—Extracting wanted echo signals
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は超音波の反射を利用して人体，車両等の存在
を検出する超音波式物体感知装置に関するものである。
を検出する超音波式物体感知装置に関するものである。
従来の技術 第５図は、従来の超音波式物体感知装置のブロック図
を示している。第５図に於いて発振器１はトーンバース
ト発生回路２及びゲートパルス回路３に接続される。ト
ーンバースト発生回路２は送信増幅回路４を介して超音
波送波器５に接続され送信回路を構成する。同様に超音
波受波器6,受信増幅回路7,検波器8,検知部９を各々図示
の様に結合して受信回路を構成する。
を示している。第５図に於いて発振器１はトーンバース
ト発生回路２及びゲートパルス回路３に接続される。ト
ーンバースト発生回路２は送信増幅回路４を介して超音
波送波器５に接続され送信回路を構成する。同様に超音
波受波器6,受信増幅回路7,検波器8,検知部９を各々図示
の様に結合して受信回路を構成する。
発振器１にて基準計時信号を発生しトーンバースト発
生回路２により通常200ms間隔で10ms程度の幅を持った
高周波パルスを発生し、送信増幅回路４を介して超音波
送波器５より超音波パルスを発射する。超音波送波器５
の前方に物体が存在する場合に物体からの反射波が超音
波受波器6,受信増幅回路７より受信増幅され、検波器８
により直流レベルに変換される。また、トーンバースト
発生回路２のパルスと定時間シフトした反射波受信可能
な時間帯信号であるゲートパルスを発生するゲートハル
ス回路３から出力されるゲートパルス時間内に検数器８
により直流レベルに変換された前記反射波が受信される
と、検知部９により検知信号を出力する。
生回路２により通常200ms間隔で10ms程度の幅を持った
高周波パルスを発生し、送信増幅回路４を介して超音波
送波器５より超音波パルスを発射する。超音波送波器５
の前方に物体が存在する場合に物体からの反射波が超音
波受波器6,受信増幅回路７より受信増幅され、検波器８
により直流レベルに変換される。また、トーンバースト
発生回路２のパルスと定時間シフトした反射波受信可能
な時間帯信号であるゲートパルスを発生するゲートハル
ス回路３から出力されるゲートパルス時間内に検数器８
により直流レベルに変換された前記反射波が受信される
と、検知部９により検知信号を出力する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような構成になる上記従来例に於
いては次のような欠点があった。即ち、第６図ａのよう
に超音波式物体感知装置に於いては物体迄の距離の違い
により反射波のレベルが大きく変化する為に、遠方の物
体まで検出しようとすると受信増幅回路７の利得を大き
くする必要が生じるが、不用意に大きくすると本来の感
知領域以外に存在する近距離の床面や壁面等からの反射
波が大きくなって同図ｂに示すゲート期間において同図
ｃのように床面による反射波のみを検出し、誤感知して
しまう為に、数cm近距離から10cm程度の遠距離まで連続
した領域内の物体の存在を安定に検出することが難しい
という欠点を有していた。
いては次のような欠点があった。即ち、第６図ａのよう
に超音波式物体感知装置に於いては物体迄の距離の違い
により反射波のレベルが大きく変化する為に、遠方の物
体まで検出しようとすると受信増幅回路７の利得を大き
くする必要が生じるが、不用意に大きくすると本来の感
知領域以外に存在する近距離の床面や壁面等からの反射
波が大きくなって同図ｂに示すゲート期間において同図
ｃのように床面による反射波のみを検出し、誤感知して
しまう為に、数cm近距離から10cm程度の遠距離まで連続
した領域内の物体の存在を安定に検出することが難しい
という欠点を有していた。
本発明は上記従来例の欠点を除去するものであり、近
距離から遠距離までの物体を安定に検出できる超音波式
物体感知装置を提供することを目的とするものである。
距離から遠距離までの物体を安定に検出できる超音波式
物体感知装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成する為に、受信増幅回路の後
に減衰器を設けるとともに、その減衰器の減衰量を制御
する減衰量制御回路を付加し、近距離の物体からの反射
波を受信するタイミングでは減衰量を大きくし、遠距離
の物体からの反射波を受信するタイミングでは減衰量を
小さくするように構成して、近距離から遠距離までの物
体を安定に検出できるようにしたものである。
に減衰器を設けるとともに、その減衰器の減衰量を制御
する減衰量制御回路を付加し、近距離の物体からの反射
波を受信するタイミングでは減衰量を大きくし、遠距離
の物体からの反射波を受信するタイミングでは減衰量を
小さくするように構成して、近距離から遠距離までの物
体を安定に検出できるようにしたものである。
作 用 したがって、本来の感知領域外に存在する近距離の床
面や壁面等からの乱反射波は、感知領域内の物体からの
反射波に比べてレベルが低い為に、受信増幅回路の後に
設けた減衰器の減衰量を大きくすることにより排除する
ことができる。一方遠距離からの反射波は減衰量を小さ
くすることにより確実に検知するようになり、検知限界
を延ばすことができる。
面や壁面等からの乱反射波は、感知領域内の物体からの
反射波に比べてレベルが低い為に、受信増幅回路の後に
設けた減衰器の減衰量を大きくすることにより排除する
ことができる。一方遠距離からの反射波は減衰量を小さ
くすることにより確実に検知するようになり、検知限界
を延ばすことができる。
実施例 第１図は本発明の一実施例を示したものである。第１
図に於いて、10は発振器、11はトーンバースト発生回
路、12はゲートパルス回路、13は送信増幅回路、14は超
音波送波器、16は超音波受波器、17は受信増幅回路、15
は減衰量制御回路、18は検波器、19は検知部、20は減衰
器である。
図に於いて、10は発振器、11はトーンバースト発生回
路、12はゲートパルス回路、13は送信増幅回路、14は超
音波送波器、16は超音波受波器、17は受信増幅回路、15
は減衰量制御回路、18は検波器、19は検知部、20は減衰
器である。
次に上記実施例の動作について説明する。第１図に於
いて、発振器10はトーンバースト発生回路11、ゲートパ
ルス回路12及び減衰量制御回路15に接続される。発振器
10は、トーンバースト発生回路11、送信増幅回路13を介
して超音波送波器14に接続され送信回路を構成する。同
様に超音波受波器16、受信増幅回路17、減衰量制御回路
15、検波器18、検知部19、減衰器20を各々図示の如く結
合して超音波受信回路を構成する。本実施例の特徴であ
る減衰量制御回路15はトーンバースト発生回路11と減衰
器20とに第１図の如く接続して構成される。
いて、発振器10はトーンバースト発生回路11、ゲートパ
ルス回路12及び減衰量制御回路15に接続される。発振器
10は、トーンバースト発生回路11、送信増幅回路13を介
して超音波送波器14に接続され送信回路を構成する。同
様に超音波受波器16、受信増幅回路17、減衰量制御回路
15、検波器18、検知部19、減衰器20を各々図示の如く結
合して超音波受信回路を構成する。本実施例の特徴であ
る減衰量制御回路15はトーンバースト発生回路11と減衰
器20とに第１図の如く接続して構成される。
第２図は減衰量制御回路15と減衰器20の一実施例を示
したものである。第２図に於いて、28は演算増幅器、3
1,32は固定抵抗器、22,23,24はモノステーブルマルチバ
イプレータ、25,26,27はアナログスイッチである。この
減衰量制御回路15は演算増幅器28の出力電圧を分圧する
為の複数の固定抵抗器32を切え替えるアナログスイッチ
25,26,27およびその切り替えタイミングを作り出す為の
モノステーブルマルチバイブレータ22,23,24を第２図の
如く接続して構成される。トーンバースト発生回路11で
発生させた、超音波発射タイミングパルスを基準にモノ
ステーブルマルチバイブレータ22,23,24により減衰量切
替のタイミングを作り出す。モノステーブルマルチバイ
ブレータ22,23,24の出力はアナログスイッチ25,26,27の
切替端子に接続されアナログスイッチ25,26,27のON,OFF
は制御する。アナログスイッチ25,26,27は演算増幅器28
の出力電圧を分圧する固定抵抗器31,32とOV間に接続さ
れており、アナログスイッチON,OFF動作により分圧用の
複数の固定抵抗器32を切り替えることで、演算増幅器28
の後に設けた減衰器の減衰量を制御している。
したものである。第２図に於いて、28は演算増幅器、3
1,32は固定抵抗器、22,23,24はモノステーブルマルチバ
イプレータ、25,26,27はアナログスイッチである。この
減衰量制御回路15は演算増幅器28の出力電圧を分圧する
為の複数の固定抵抗器32を切え替えるアナログスイッチ
25,26,27およびその切り替えタイミングを作り出す為の
モノステーブルマルチバイブレータ22,23,24を第２図の
如く接続して構成される。トーンバースト発生回路11で
発生させた、超音波発射タイミングパルスを基準にモノ
ステーブルマルチバイブレータ22,23,24により減衰量切
替のタイミングを作り出す。モノステーブルマルチバイ
ブレータ22,23,24の出力はアナログスイッチ25,26,27の
切替端子に接続されアナログスイッチ25,26,27のON,OFF
は制御する。アナログスイッチ25,26,27は演算増幅器28
の出力電圧を分圧する固定抵抗器31,32とOV間に接続さ
れており、アナログスイッチON,OFF動作により分圧用の
複数の固定抵抗器32を切り替えることで、演算増幅器28
の後に設けた減衰器の減衰量を制御している。
本実施例では第３図のように減衰量を４段階に切り替
えている。超音波発射タイミングパルスがモノステーブ
ルマルチバイブレータ22に入力されると一定幅のパルス
を出力する。そのパルスはアナログスイッチ25の切替端
子に入力され、モノステーブルマルチバイブレータ22か
らのパルスが入力されている間、アナログスイッチ25が
ON状態となる。また、モノステーブルマルチバイブレー
タ22の出力端子は微分回路を経てモノステーブルマルチ
バイブレータ23の入力端子に接続されており、モノステ
ーブルマルチバイブレータ22の出力が立ち下がった時点
でモノステーブルマルチバイブレータ23はトリガされ一
定幅のパルスを出力する。そのパルスはアナログスイッ
チ26の切替端子に入力され、モノステーブルマルチバイ
ブレータ23からのパルスが入力されている間、アナログ
スイッチ26がON状態となる。モノステーブルマルチバイ
ブレータ24,アナログスイッチ27も同様に動作する。
えている。超音波発射タイミングパルスがモノステーブ
ルマルチバイブレータ22に入力されると一定幅のパルス
を出力する。そのパルスはアナログスイッチ25の切替端
子に入力され、モノステーブルマルチバイブレータ22か
らのパルスが入力されている間、アナログスイッチ25が
ON状態となる。また、モノステーブルマルチバイブレー
タ22の出力端子は微分回路を経てモノステーブルマルチ
バイブレータ23の入力端子に接続されており、モノステ
ーブルマルチバイブレータ22の出力が立ち下がった時点
でモノステーブルマルチバイブレータ23はトリガされ一
定幅のパルスを出力する。そのパルスはアナログスイッ
チ26の切替端子に入力され、モノステーブルマルチバイ
ブレータ23からのパルスが入力されている間、アナログ
スイッチ26がON状態となる。モノステーブルマルチバイ
ブレータ24,アナログスイッチ27も同様に動作する。
アナログスイッチ25がONしているときの減衰量は∞、
アナログスイッチ26がONしているときの減衰量はR2/（R
1＋R2）、アナログスイッチ27がONしているときの減衰
量はR3/（R1＋R3）、すべてのアナログスイッチがOFFし
ているときの減衰量は０である為に、仮にR1＝10KΩ,R2
＝10KΩ,R3＝20KΩとすると、減衰量はそれぞれ∞，−6
dB,−3.5dB,0dBとなる。この様に３つのモノステーブル
マルチバイブレータ22,23,24のパルス幅と固定抵抗器3
1,32の値を適当な値に設定することにより、超音波パル
ス送信後、時間経過とともに、上記受信増幅回路17の後
に設けた減衰器20の減衰量を減少させる減衰量制御を行
うことができる。
アナログスイッチ26がONしているときの減衰量はR2/（R
1＋R2）、アナログスイッチ27がONしているときの減衰
量はR3/（R1＋R3）、すべてのアナログスイッチがOFFし
ているときの減衰量は０である為に、仮にR1＝10KΩ,R2
＝10KΩ,R3＝20KΩとすると、減衰量はそれぞれ∞，−6
dB,−3.5dB,0dBとなる。この様に３つのモノステーブル
マルチバイブレータ22,23,24のパルス幅と固定抵抗器3
1,32の値を適当な値に設定することにより、超音波パル
ス送信後、時間経過とともに、上記受信増幅回路17の後
に設けた減衰器20の減衰量を減少させる減衰量制御を行
うことができる。
本実施例の如く、受信増幅回路17の後に設けた減衰器
20の減衰量を可変できる回路構成として、超音波パルス
発射の直後、つまり、検知距離が近距離の場合には、受
信増幅回路７の後に設けた減衰器20の減衰量を大きくす
ることにより、第４図のように床面からの乱反射の影響
を軽減し、誤検知を防止すると同時に、超音波パルス発
射から受信増幅回路７の後に設けた減衰器20の減衰量を
段階的または連続的に減少させることにより、遠距離の
物体の検出率を上げ、近距離から遠距離まで連続して安
定した検出性能を保証し得る優れた効果を有するもので
ある。
20の減衰量を可変できる回路構成として、超音波パルス
発射の直後、つまり、検知距離が近距離の場合には、受
信増幅回路７の後に設けた減衰器20の減衰量を大きくす
ることにより、第４図のように床面からの乱反射の影響
を軽減し、誤検知を防止すると同時に、超音波パルス発
射から受信増幅回路７の後に設けた減衰器20の減衰量を
段階的または連続的に減少させることにより、遠距離の
物体の検出率を上げ、近距離から遠距離まで連続して安
定した検出性能を保証し得る優れた効果を有するもので
ある。
発明の効果 本発明は、上記実施例のように、増幅器の出力に対し
て減衰器の減衰量を、超音波トーンバースト発射後、時
間経過とともに順次減少させることにより、近距離の床
面等での乱反射にする誤検知を防止し、遠距離での検知
性能を安定して確保することができ、さらに、増幅器の
増幅率を一定で、増幅器の後に設けた減衰器の減衰量を
調整することにより、増幅器の動作が不安定になること
がなく、安定した動作で物体を検出することができると
いう効果を有する。
て減衰器の減衰量を、超音波トーンバースト発射後、時
間経過とともに順次減少させることにより、近距離の床
面等での乱反射にする誤検知を防止し、遠距離での検知
性能を安定して確保することができ、さらに、増幅器の
増幅率を一定で、増幅器の後に設けた減衰器の減衰量を
調整することにより、増幅器の動作が不安定になること
がなく、安定した動作で物体を検出することができると
いう効果を有する。
第１図は本発明の一実施例における超音波式物体感知装
置のブロック図、第２図は本実施例の減衰量制御回路
図、第３図は減衰量制御回路のタイミングチャート、第
４図は本実施例の信号波形図、第５図は従来例のブロッ
ク図、第６図は従来例の信号波形図である。 １……発振器、２……トーンバースト発生回路、３……
ゲートパルス回路、４……送信増幅回路、５……超音波
送波器、６……超音波受波器、７……受信増幅回路、８
……検波器、９……検知部、10……発振器、11……トー
ンバースト発生回路、12……ゲートパルス回路、13……
送信増幅回路、14……超音波送波器、15……減衰量制御
部、16……超音波受波器、17……受信増幅回路、18……
検波器、19……検知部、20……減衰器、22,23,24……モ
ノステーブルマルチバイブレータ、25,26,27……アナロ
グスイッチ、28……演算増幅器、31,32……固定抵抗
器。
置のブロック図、第２図は本実施例の減衰量制御回路
図、第３図は減衰量制御回路のタイミングチャート、第
４図は本実施例の信号波形図、第５図は従来例のブロッ
ク図、第６図は従来例の信号波形図である。 １……発振器、２……トーンバースト発生回路、３……
ゲートパルス回路、４……送信増幅回路、５……超音波
送波器、６……超音波受波器、７……受信増幅回路、８
……検波器、９……検知部、10……発振器、11……トー
ンバースト発生回路、12……ゲートパルス回路、13……
送信増幅回路、14……超音波送波器、15……減衰量制御
部、16……超音波受波器、17……受信増幅回路、18……
検波器、19……検知部、20……減衰器、22,23,24……モ
ノステーブルマルチバイブレータ、25,26,27……アナロ
グスイッチ、28……演算増幅器、31,32……固定抵抗
器。
Claims (1)
- 【請求項１】所定の周期で超音波トーンバーストを発射
する送波器と、被検出物体における上記超音波トーンバ
ーストの反射波を受信して、物体の存在を検出する受波
器と、この受波器の出力を増幅する増幅器と、この増幅
器の出力を減衰させる減衰器と、上記超音波トーンバー
スト発射後、時間経過とともに上記減衰器の減衰量を順
次減少させる減衰量制御部とを備えた超音波式物体感知
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17344290A JP2543234B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 超音波式物体感知装置 |
| US07/717,489 US5231608A (en) | 1990-06-29 | 1991-06-19 | Ultrasonic object detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17344290A JP2543234B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 超音波式物体感知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0462494A JPH0462494A (ja) | 1992-02-27 |
| JP2543234B2 true JP2543234B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=15960550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17344290A Expired - Fee Related JP2543234B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 超音波式物体感知装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5231608A (ja) |
| JP (1) | JP2543234B2 (ja) |
Cited By (1)
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| KR100800549B1 (ko) * | 2006-09-20 | 2008-02-04 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 초음파 근접센서 |
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| JPH06244268A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-09-02 | Tokyo Electron Tohoku Ltd | 移載装置 |
| DE102012200991A1 (de) * | 2012-01-24 | 2013-07-25 | Robert Bosch Gmbh | Umfelderfassungsvorrichtung und dazugehöriges Verfahren zur Bestimmung der Position und/oder der Bewegung von einem Objekt |
| CN104823072B (zh) * | 2014-04-11 | 2017-07-28 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 距离传感系统及方法 |
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| US4337527A (en) * | 1971-09-29 | 1982-06-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Acoustic Doppler detector |
| JPS5880574A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波障害物検出装置 |
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| JPS60135782A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波式障害物検知器 |
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| JPS63159786U (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | ||
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| US5047752A (en) * | 1989-11-14 | 1991-09-10 | Murata Wiedemann, Inc. | Safety system for a machine tool |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17344290A patent/JP2543234B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-19 US US07/717,489 patent/US5231608A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5231608A (en) | 1993-07-27 |
| JPH0462494A (ja) | 1992-02-27 |
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