JP2573403B2 - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
- Publication number
- JP2573403B2 JP2573403B2 JP19817390A JP19817390A JP2573403B2 JP 2573403 B2 JP2573403 B2 JP 2573403B2 JP 19817390 A JP19817390 A JP 19817390A JP 19817390 A JP19817390 A JP 19817390A JP 2573403 B2 JP2573403 B2 JP 2573403B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection method
- space
- detection
- movement
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波を監視空間に発射し、監視空間内の
物体からの反射波を検出することにより、監視空間内の
物体の移動あるいは存在を検知する超音波センサに関す
るものである。
物体からの反射波を検出することにより、監視空間内の
物体の移動あるいは存在を検知する超音波センサに関す
るものである。
［従来の技術］ この種の超音波センサは、超音波振動子を使用して所
定周波数の超音波を監視領域に送波し、物体からの反射
波を超音波振動子によって受波することにより、物体の
移動あるいは存在を検知するものである。ここで、物体
の移動を検知するには、反射波に含まれるドップラー信
号に基づいて侵入物体の移動を検知するものであり、ま
た、物体の存在を検知するためには、送波器からパルス
列の超音波を送波して受波器により物体からの反射波を
受波することにより監視空間内の物体の存在を検知する
ものである。
定周波数の超音波を監視領域に送波し、物体からの反射
波を超音波振動子によって受波することにより、物体の
移動あるいは存在を検知するものである。ここで、物体
の移動を検知するには、反射波に含まれるドップラー信
号に基づいて侵入物体の移動を検知するものであり、ま
た、物体の存在を検知するためには、送波器からパルス
列の超音波を送波して受波器により物体からの反射波を
受波することにより監視空間内の物体の存在を検知する
ものである。
第３図は移動検知のための超音波センサの構成を示し
ている。この従来例では、発振器１から発振された発振
信号は送波回路２を経て超音波送波器３より監視領域に
送波される。移動物体により反射された超音波は超音波
受波器４によって受波され、この受波信号は増幅回路６
により増幅される。この信号はミキサー７により送波信
号とミキシングされ、反射波に含まれる周波数偏移を示
すドップラー信号は、検波回路８により検波された後、
増幅回路９により増幅され、検知回路15に入力される。
検知回路15はドップラー信号を検知したときに、移動検
知信号を出力するものである。
ている。この従来例では、発振器１から発振された発振
信号は送波回路２を経て超音波送波器３より監視領域に
送波される。移動物体により反射された超音波は超音波
受波器４によって受波され、この受波信号は増幅回路６
により増幅される。この信号はミキサー７により送波信
号とミキシングされ、反射波に含まれる周波数偏移を示
すドップラー信号は、検波回路８により検波された後、
増幅回路９により増幅され、検知回路15に入力される。
検知回路15はドップラー信号を検知したときに、移動検
知信号を出力するものである。
第４図は存在検知のための超音波センサの構成を示し
ている。この従来例では、発振器１から発振された信号
を送波回路２でトーンバースト波に変換される。送波回
路２により作成されたトーンバースト波は、超音波送波
器３からパルス列として送波され、監視領域内の物体で
反射されて超音波受波器４に受波される。この受波信号
は増幅回路11により増幅され、検知回路14により検波さ
れる。そして、検知回路16ではトーンバースト波の送波
後の一定時間以内に受波信号か検知されれば、存在検知
信号を出力するものである。
ている。この従来例では、発振器１から発振された信号
を送波回路２でトーンバースト波に変換される。送波回
路２により作成されたトーンバースト波は、超音波送波
器３からパルス列として送波され、監視領域内の物体で
反射されて超音波受波器４に受波される。この受波信号
は増幅回路11により増幅され、検知回路14により検波さ
れる。そして、検知回路16ではトーンバースト波の送波
後の一定時間以内に受波信号か検知されれば、存在検知
信号を出力するものである。
［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示す移動検知方式では、移動物体からの反射
波を受波して、この反射波に含まれる周波数偏移を示す
ドップラー信号に基づいて侵入物体の移動を検知するも
のであるから、超音波センサに対して接近又は離反する
移動物体に対しては検知動作を行うが、侵入物体が静止
している場合には、たとえ監視領域内であっても検知動
作を行わないという問題点があった。また、第４図に示
す存在検知方式では、静止物体を検知しているため、監
視領域を実用上十分な程度に大きくすることができない
という問題点があった。
波を受波して、この反射波に含まれる周波数偏移を示す
ドップラー信号に基づいて侵入物体の移動を検知するも
のであるから、超音波センサに対して接近又は離反する
移動物体に対しては検知動作を行うが、侵入物体が静止
している場合には、たとえ監視領域内であっても検知動
作を行わないという問題点があった。また、第４図に示
す存在検知方式では、静止物体を検知しているため、監
視領域を実用上十分な程度に大きくすることができない
という問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、移動検知方式と存在検知方式
の両方式を併用して、物体の侵入、存在、退出を確実に
検知可能とした超音波センサを提供することにある。
その目的とするところは、移動検知方式と存在検知方式
の両方式を併用して、物体の侵入、存在、退出を確実に
検知可能とした超音波センサを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第
１図に示すように、発振器１から出力される送波信号に
より駆動されて監視空間に超音波を送波する送波器３
と、前記監視空間内に存在する物体からの反射波を受波
する受波器４とを備える超音波センサにおいて、前記物
体が移動したときにドップラー効果によって受波信号に
生じる周波数偏移成分を検出して侵入物体の移動を検知
する第１の検知方式と、送波器３からパルス列の超音波
を送波して受波器４により物体からの反射波を受波する
ことにより監視空間内の物体の存在を検知する第２の検
知方式とを一定時間毎に交互に切り換える手段を備え、
第１の検知方式により侵入物体の移動を検知できる空間
は第２の検知方式により物体の存在を検知できる空間と
その周囲の空間を含み、第２の検知方式で物体の存在検
知出力が得られなくなった後に前記一定時間が経過して
第２の検知方式から第１の検知方式に切り換わったとき
に物体の移動検知出力が得られた場合に、前記監視空間
から物体が退出しようとしたと判定する手段を備えるこ
とを特徴とするものである。
１図に示すように、発振器１から出力される送波信号に
より駆動されて監視空間に超音波を送波する送波器３
と、前記監視空間内に存在する物体からの反射波を受波
する受波器４とを備える超音波センサにおいて、前記物
体が移動したときにドップラー効果によって受波信号に
生じる周波数偏移成分を検出して侵入物体の移動を検知
する第１の検知方式と、送波器３からパルス列の超音波
を送波して受波器４により物体からの反射波を受波する
ことにより監視空間内の物体の存在を検知する第２の検
知方式とを一定時間毎に交互に切り換える手段を備え、
第１の検知方式により侵入物体の移動を検知できる空間
は第２の検知方式により物体の存在を検知できる空間と
その周囲の空間を含み、第２の検知方式で物体の存在検
知出力が得られなくなった後に前記一定時間が経過して
第２の検知方式から第１の検知方式に切り換わったとき
に物体の移動検知出力が得られた場合に、前記監視空間
から物体が退出しようとしたと判定する手段を備えるこ
とを特徴とするものである。
なお、特許請求の範囲の記載において、「物体」とは
車両や荷物の他、人体等であっても構わない。
車両や荷物の他、人体等であっても構わない。
［作用］ 本発明の超音波センサでは、ドップラー効果を利用し
た移動検知方式と、超音波パルス列の反射の有無検知を
利用した存在検知方式とを交互に切り換えるようにした
ので、移動検知方式により物体の侵入を検知した後、物
体が静止していても、監視領域内の物体の存在を検知す
ることができ、また、移動検知方式により侵入物体の移
動を検知できる空間は存在検知方式により物体の存在を
検知できる空間とその周囲の空間を含み、存在検知方式
で物体の存在検知出力が得られなくなった後に存在検知
方式から移動検知方式に切り換わったときに物体の移動
検知出力が得られた場合に、監視空間から物体が退出し
ようとしたと判定するものであるから、監視空間から物
体が退出しようとしたことを確実に検知できるものであ
る。
た移動検知方式と、超音波パルス列の反射の有無検知を
利用した存在検知方式とを交互に切り換えるようにした
ので、移動検知方式により物体の侵入を検知した後、物
体が静止していても、監視領域内の物体の存在を検知す
ることができ、また、移動検知方式により侵入物体の移
動を検知できる空間は存在検知方式により物体の存在を
検知できる空間とその周囲の空間を含み、存在検知方式
で物体の存在検知出力が得られなくなった後に存在検知
方式から移動検知方式に切り換わったときに物体の移動
検知出力が得られた場合に、監視空間から物体が退出し
ようとしたと判定するものであるから、監視空間から物
体が退出しようとしたことを確実に検知できるものであ
る。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。ま
ず、移動検知方式のための構成について説明する。発振
器１により発振された送波信号は、送波回路２を経て超
音波送波器３より監視空間に送波される。移動物体によ
り反射された超音波は、超音波受波器４によって受波さ
れ、この受波信号は送波別切換回路５を経て増幅回路６
により増幅される。この信号はミキサー７により送波信
号とミキシングされ、反射波に含まれる周波数偏移を示
すドップラー信号は、検波回路８により検波された後、
増幅回路９により増幅され、検知判断回路12に入力され
る。検知判断回路12は、ドップラー信号を検知したとき
に、検知信号を出力するものである。
ず、移動検知方式のための構成について説明する。発振
器１により発振された送波信号は、送波回路２を経て超
音波送波器３より監視空間に送波される。移動物体によ
り反射された超音波は、超音波受波器４によって受波さ
れ、この受波信号は送波別切換回路５を経て増幅回路６
により増幅される。この信号はミキサー７により送波信
号とミキシングされ、反射波に含まれる周波数偏移を示
すドップラー信号は、検波回路８により検波された後、
増幅回路９により増幅され、検知判断回路12に入力され
る。検知判断回路12は、ドップラー信号を検知したとき
に、検知信号を出力するものである。
次に、タイマー回路10により予め定められた時間毎に
以下に示す存在検知方式に切り換える。タイマー回路10
は移動検知方式による動作時間が予め定められた時間に
達すると、存在検知方式に変更するべく、送波方式決定
回路13に信号を送る。送波信号決定回路13は、発振器１
から発振された信号を送波回路２でトーンバースト波に
変更する命令信号を送ると共に、送波別切換回路５に送
波切換が行われたことを示す信号を送る。送波回路２に
より作成されたトーンバースト波は超音波送波器３から
パルス列として送波され、監視領域内の物体により反射
されて超音波受波器４に受波される。この受波信号は送
波別切換回路５を経て増幅回路11により増幅され、検波
回路14により検波される。この検波波形は検知判断回路
12に入力され、検知信号が出力される。
以下に示す存在検知方式に切り換える。タイマー回路10
は移動検知方式による動作時間が予め定められた時間に
達すると、存在検知方式に変更するべく、送波方式決定
回路13に信号を送る。送波信号決定回路13は、発振器１
から発振された信号を送波回路２でトーンバースト波に
変更する命令信号を送ると共に、送波別切換回路５に送
波切換が行われたことを示す信号を送る。送波回路２に
より作成されたトーンバースト波は超音波送波器３から
パルス列として送波され、監視領域内の物体により反射
されて超音波受波器４に受波される。この受波信号は送
波別切換回路５を経て増幅回路11により増幅され、検波
回路14により検波される。この検波波形は検知判断回路
12に入力され、検知信号が出力される。
次に、本実施例の動作を第２図により説明する。第２
図に示すように、個室Ｒ内の存在センサとして上記のセ
ンサＳを使用すると、まず存在検知方式により室内に既
に存在する人体Ｍを検知し、その後、室内からの退出を
検出可能な移動検知方式に切り換える。この動作を繰り
返し、存在検知方式により人体Ｍの存在が検知されてい
る間は、室内に人体Ｍが存在すると判定する。そして、
存在検知方式により人体Ｍが検知されなくなった後に存
在検知方式から移動検知方式に切り換わったときに、移
動検知方式により移動人体Ｍが検出されたとき、室内か
ら人体Ｍが退出しようとしたと判断する。これにより、
第２図（ａ）に示す在室状態から第２図（ｂ）に示す退
室状態への変化を確実に検知判断することができる。
図に示すように、個室Ｒ内の存在センサとして上記のセ
ンサＳを使用すると、まず存在検知方式により室内に既
に存在する人体Ｍを検知し、その後、室内からの退出を
検出可能な移動検知方式に切り換える。この動作を繰り
返し、存在検知方式により人体Ｍの存在が検知されてい
る間は、室内に人体Ｍが存在すると判定する。そして、
存在検知方式により人体Ｍが検知されなくなった後に存
在検知方式から移動検知方式に切り換わったときに、移
動検知方式により移動人体Ｍが検出されたとき、室内か
ら人体Ｍが退出しようとしたと判断する。これにより、
第２図（ａ）に示す在室状態から第２図（ｂ）に示す退
室状態への変化を確実に検知判断することができる。
［発明の効果］ 本発明の超音波センサにあっては、上述のように、存
在検知方式と移動検知方式とを併用したので、監視空間
内の物体を一旦検知した後は移動物体が静止しても検知
動作を続けることが可能であり、また、移動検知方式に
より侵入物体の移動を検知できる空間は存在検知方式に
より物体の存在を検知できる空間とその周囲の空間を含
み、存在検知方式で物体の存在検知出力が得られなくな
った後に存在検知方式から移動検知方式に切り換わった
ときに物体の移動検知出力が得られた場合に、監視空間
から物体が退出しようとしたと判定するものであるか
ら、監視空間から物体が退出しようとしたことを確実に
検知できるという効果がある。
在検知方式と移動検知方式とを併用したので、監視空間
内の物体を一旦検知した後は移動物体が静止しても検知
動作を続けることが可能であり、また、移動検知方式に
より侵入物体の移動を検知できる空間は存在検知方式に
より物体の存在を検知できる空間とその周囲の空間を含
み、存在検知方式で物体の存在検知出力が得られなくな
った後に存在検知方式から移動検知方式に切り換わった
ときに物体の移動検知出力が得られた場合に、監視空間
から物体が退出しようとしたと判定するものであるか
ら、監視空間から物体が退出しようとしたことを確実に
検知できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は同上
の動作説明図、第３図は従来例のブロック図、第４図は
他の従来例のブロック図である。 １は発振器、２は送波回路、３は超音波送波器、４は超
音波受波器、５は送波別切換回路、６は増幅回路、７は
ミキサー、８は検波回路、９は増幅回路、10はタイマー
回路、11は増幅回路、12は検知判断回路、13は送波方式
決定回路、14は検波回路である。
の動作説明図、第３図は従来例のブロック図、第４図は
他の従来例のブロック図である。 １は発振器、２は送波回路、３は超音波送波器、４は超
音波受波器、５は送波別切換回路、６は増幅回路、７は
ミキサー、８は検波回路、９は増幅回路、10はタイマー
回路、11は増幅回路、12は検知判断回路、13は送波方式
決定回路、14は検波回路である。
Claims (1)
- 【請求項１】発振器から出力される送波信号により駆動
されて監視空間に超音波を送波する送波器と、前記監視
空間内に存在する物体からの反射波を受波する受波器と
を備える超音波センサにおいて、前記物体が移動したと
きにドップラー効果によって受波信号に生じる周波数偏
移成分を検出して侵入物体の移動を検知する第１の検知
方式と、送波器からパルス列の超音波を送波して受波器
により物体からの反射波を受波することにより監視空間
内の物体の存在を検知する第２の検知方式とを一定時間
毎に交互に切り換える手段を備え、第１の検知方式によ
り侵入物体の移動を検知できる空間は第２の検知方式に
より物体の存在を検知できる空間とその周囲の空間を含
み、第２の検知方式で物体の存在検知出力が得られなく
なった後に前記一定時間が経過して第２の検知方式から
第１の検知方式に切り換わったときに物体の移動検知出
力が得られた場合に、前記監視空間から物体が退出しよ
うとしたと判定する手段を備えることを特徴とする超音
波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19817390A JP2573403B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19817390A JP2573403B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 超音波センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483189A JPH0483189A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2573403B2 true JP2573403B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=16386689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19817390A Expired - Lifetime JP2573403B2 (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573403B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2807120B2 (ja) | 1992-03-26 | 1998-10-08 | 松下電工株式会社 | 超音波センサ |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP19817390A patent/JP2573403B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2807120B2 (ja) | 1992-03-26 | 1998-10-08 | 松下電工株式会社 | 超音波センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0483189A (ja) | 1992-03-17 |
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