JP2655744B2 - 超音波物体検知器 - Google Patents

超音波物体検知器

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JP2655744B2 JP21637190A JP21637190A JP2655744B2 JP 2655744 B2 JP2655744 B2 JP 2655744B2 JP 21637190 A JP21637190 A JP 21637190A JP 21637190 A JP21637190 A JP 21637190A JP 2655744 B2 JP2655744 B2 JP 2655744B2
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俊樹 山根
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、超音波パルスを用いて物体を検知する超音
波物体検知器に関するものである。
[従来の技術] 従来、超音波パルスを送波して、物体からの反射波を
受波することにより物体の存在を検知すると共に、送受
波に要する時間から物体までの距離を測定する超音波物
体検知器が広く用いられている。超音波を用いて物体ま
での距離を測定すると、光や電波を用いる場合に比べ
て、空間中の伝播速度が遅いため、比較的容易に正確な
距離を求めることができる。反射波の有無は、第2図に
示すように、ある一定レベルVthを越えるか否かで判定
している。図中、Pは送波パルスであり、その後方には
残響Zを伴っている。Rは反射波であり、この反射波R
のレベルが所定レベルVthを越えれば、受波信号S2が存
在すると判定する。この受波信号S2と送波信号S1との時
間間隔により、物体までの距離を測定する。
ところで、例えば、自転車のバンパーの4隅にセンサ
部を夫々取り付けて、バンパー付近の障害物を検知する
クリアランス・ソナーのような構成の場合、センサ部は
複数チャンネル存在していても本体部は1つである。こ
のような場合、第3図に示すように、本体部2にセンサ
部1a〜1dの数だけそれぞれ送波駆動回路21a〜21d、受波
回路22a〜22dを設けることになる。ここで、送波駆動回
路21a〜21dと受波回路22a〜22dには共通の回路部が多い
ので、第4図に示すように、各1個ずつの送波駆動回路
21と受波回路22を本体部2に設けると共に、送波センサ
切替回路25及び受波センサ切替回路26を設けて、CPU23
の制御下でチャンネル切替回路27によりセンサ部1a〜1d
を順次切り替えることが考えられる。
ところで、超音波を利用した物体検知器では、外来雑
音のレベルが高い場合には、正しい検知出力が得られな
いことがある。そこで、従来例においては、受波回路の
出力信号を用いて外来雑音の有無をCPU23で判定し、外
来雑音のレベルが高い場合には、送受波が不能と判定す
ることにより誤検知を防止していた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、第4図に示す従来例では、複数チャン
ネルのセンサ部1a〜1dのうち、1チャンネルでしか送受
波を行えないので、この間、次に送受波しようとするチ
ャンネルの外来雑音を受信できず、送受波の可否判定を
正しく行え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っ
て、その目的とするところは、複数のセンサ部を切り替
えながら単一の本体部で超音波パルスの送受波を制御す
るようにした超音波物体検知器において、外来雑音が受
信できる時間をできるだけ長くして送受波の可否判定を
正しく行えるようにすることにある。
[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、複数のセンサ部1a〜1dと単一の本体
部2を有し、本体部2は送受波を行うセンサ部を選択す
るチャンネル切替回路27を備え、選択されたセンサ部に
より超音波パルスを送波して物体からの反射波を受波す
ることで物体を検知するパルス式超音波物体検知器にお
いて、次に選択されるセンサ部からの信号により外来雑
音を検出して送受波の可否を判定する送受波可否判定手
段を本体部2に備えたことを特徴とするものである。
なお、第6図に示すように、全てのセンサ部1a〜1dか
らの信号を混合した信号より外来雑音を検出するように
構成しても良い。
[作 用] 本発明にあっては、あるチャンネルのセンサ部がチャ
ンネル切替回路27で選択されているときに、次にチャン
ネル切替回路27で選択されるセンサ部からの信号により
外来雑音を検出するようにしているので、次に送受波を
行うセンサ部の送波前に、そのセンサ部についての外来
雑音を受信できる時間を長く設定できる。したがって、
そのセンサ部についての送受波の可否判定を正しく行う
ことができ、誤検知の可能性を低減することができる。
また、第6図に示すように、全てのセンサ部1a〜1dか
らの信号を混合した信号により外来雑音を検出するよう
に構成すれば、より簡単な回路構成で外来雑音の検出を
行うことができる。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例のブロック図である。本実
施では、4つのセンサ部1a,1b,1c,1dを単一の本体部2
で制御している。各センサ部1a〜1dは自動車のバンパー
の4隅に設置された超音波振動子11a〜11dにそれぞれ接
続されている。まず、第1チャンネルのセンサ部1aに
は、右前方(FR)の超音波振動子11aが接続されてい
る。第2チャンネルのセンサ部1bには、左前方(FL)の
超音波振動子11bが接続されている。第3チャンネルの
センサ部1cには、右後方(RR)の超音波振動子11cが接
続されている。第4チャンネルのセンサ部1dには、左後
方(RL)の超音波振動子11dが接続されている。各セン
サ部1a〜1dは、それぞれ残響吸収回路12a〜12dと増幅回
路13a〜13dを備えている。各残響吸収回路12a〜12dは、
本体部2の送波チャンネル切替回路25を介して送波駆動
回路21に接続されている。また、各増幅回路13a〜13d
は、本体部2の受波チャンネル切替回路26を介して受波
回路22に接続されている。送波チャンネル切替回路25と
受波チャンネル切替回路26は電子的な切替スイッチより
なり、各切替回路25,26が同じチャンネルを選択するよ
うに、チャンネル切替回路27により同期して切替制御さ
れる。CPU23は送波駆動回路21に送波信号S1を間欠的に
送出する。送波駆動回路21では、この送波信号S1を超音
波信号に変換し、送波チャンネル切替回路25で選択され
たチャンネルのセンサ部(例えば1a)に超音波信号を供
給する。この超音波信号は、センサ部1aの残響吸収回路
12aを介して超音波振動子11aに供給される。これによ
り、超音波振動子11aから超音波パルスが送出される。
送波動作が終了すると、残響吸収回路12aは超音波振動
子11aの残響を吸収し、速やかに受信可能な状態とす
る。物体からの反射波が超音波振動子11aにより受信さ
れると、増幅回路13aにより増幅され、本体部2の受波
チャンネル切替回路26を介して受波回路22から受信信号
S2が得られる。他のチャンネルが選択された場合も同様
である。CPU23では、受波信号S2の有無により物体の有
無を判定すると共に、受波信号S2が存在するときには、
送波信号S1との時間間隔を測定することにより物体まで
の距離を測定する。以上の動作を送受波チャンネルを切
り替えながら実行し、物体検知出力を出力駆動回路24を
介して外部に出力する。
次に、外来雑音受信用受波回路29について説明する。
この受波回路29は、外来雑音受波チャンネル切替回路28
を介してセンサ部1a〜1dの増幅回路13a〜13dに接続され
ている。外来雑音受波チャンネル切替回路28は電子的な
切替スイッチよりなり、各切替回路25,26が次に選択す
るチャンネルを選択するように、チャンネル切替回路27
により同期して切替制御される。例えば、各切替回路2
5,26がFR→FL→RR→RL→FRのようにチャンネルを切り替
えて行くものとすると、切替回路28は、1つ次に選択さ
れるチャンネルを選択するように、つまり、FR→RR→RL
→FR→FLのようにチャンネルを切り替えて行くものであ
る。したがって、あるチャンネルについて超音波パルス
の送受波動作が行われている期間中にも、次に選択され
るチャンネルについての外来雑音の状態を受波回路29に
より受波することができる。これにより、従来例よりも
長い時間に亘って送波前の外来雑音の状態を監視するこ
とができ、正常な送受波が行えるかどうかを適正に判定
可能となり、外来雑音による誤検知を防ぐことができ
る。
第5図(a),(b)は従来例と本実施例の動作をそ
れぞれ示している。第4図の従来例では、外来雑音監視
用の受波回路が物体検知用の受波回路22と兼用されてい
るので、第5図(a)に示すように、送波パルスPを送
った後、受波ゲートG、信号処理期間Tを経て、外来雑
音監視期間N1が開始する。各チャンネルの切替時間を短
縮しようとすると、外来雑音監視期間N1は短くなり、外
来雑音の状態を充分に監視することはできない。外来雑
音監視期間N1を受波ゲートGの終了直後に開始させるこ
ともできるが、信号処理期間Tは比較的短いので、外来
雑音監視期間N1は余り長くならない。一方、第1図に示
す実施例では、外来雑音監視用の受波回路29が物体検知
用の受波回路22と分離されているので、第5図(b)に
示すように、FRチャンネルについての送受波動作期間中
に、次に選択されるFLチャンネルについての外来雑音監
視期間N2が開始しており、各チャンネルの切替時間が同
じであっても外来雑音開始期間N2は従来例よりも長くな
る。したがって、外来雑音の状態を十分に長い時間に亘
って監視することができ、正常な送受波を行えるかどう
かを適正に判定することができる。これにより、外来雑
音による誤検知を防止することができる。
第6図は請求項2に記載された発明の一実施例であ
り、外来雑音受波チャンネル切替回路28に代えて、混合
回路20を設けたものである。混合回路20では、各チャン
ネルのセンサ部1a〜1dの増幅回路13a〜13dからの出力信
号が加算されて、この加算信号が従来雑音受信用受波回
路29により受波される。本実施例では、全センサ部1a〜
1dについての外来雑音を受波回路29により常に監視して
いるので、例えば、切替回路25,26によりチャンネルFR
のセンサ部1aが選択されている場合において、受波回路
22からの受波信号が有るときには、当然、外来雑音受信
用受波回路29からの受波信号も必ず有るから、この期間
は外来雑音が受波されても、受波信号と重なってしま
い、外来雑音であることを検知できないが、それ以外の
期間では、受波回路22からの受波信号が無いのに、受波
回路29からの受波信号が有れば、当然、現在選択されて
いるFR以外のチャンネル(FL,RR又はFLのいずれか)に
外来雑音が有るということであり、CPU23が受波回路22
の出力と外来雑音受信用受波回路29の出力を監視してい
ることにより、外来雑音の検知が可能である。他のチャ
ンネルが選択されている場合も同様であり、外来雑音の
状態を十分に長い時間に亘って監視することができ、正
常な送受波を行えるかどうかを適正に判定することがで
きる。これにより、外来雑音による誤検知を防止するこ
とができる。
なお、実施例では、1つの本体部2に対して、4つの
センサ部1a〜1dを接続する例を示しているが、センサ部
の数は4つに限らず、それ以外の数でも同様に考えるこ
とができる。
また、実施例の超音波振動子11a〜11dは送波受波兼用
の振動子を用いたが、これはもちろん送波専用、受波専
用の2つの振動子を用いて構成しても何等問題はない。
[発明の効果] 請求項1記載の発明にあっては、複数チャンネルのセ
ンサ部の送受波を単一の本体部で制御するパルス式超音
波物体検知器において、次に選択されるセンサ部からの
信号により外来雑音を検出して送受波の可否を判定する
ようにしたから、次に送受波を行うセンサ部の送波前
に、そのセンサ部についての外来雑音を受信できる時間
を長く設定でき、送受波の可否判定を正しく行うことが
できるので、誤検知の可能性を低減することができると
いう効果がある。
なお、請求項2記載の発明のように、全てのセンサ部
からの信号を混合した信号により外来雑音を検出して送
受波の可否を判定するように構成すれば、より簡単な構
成で同様の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は請求項1に記載された発明の一実施例を示すブ
ロック図、第2図はパルス式超音波物体検知器の動作原
理を示す図、第3図及び第4図は従来例のブロック図、
第5図(a)は従来例の動作説明図、第5図(b)は本
発明の動作説明図、第6図は請求項2に記載された発明
の一実施例を示すブロック図である。 1a,1b,1c,1dはセンサ部、11a,11b,11c,11dは超音波振動
子、12a,12b,12c,12dは残響吸収回路、13a,13b,13c,13d
は増幅回路、2は本体部、21は送波駆動回路、22は受波
回路、23はCPU、24は出力駆動回路、25は送波チャンネ
ル切替回路、26は受波チャンネル切替回路、27はチャン
ネル切替回路、28は外来雑音受波チャンネル切替回路、
29は外来雑音受信用受波回路、20は混合回路である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のセンサ部と単一の本体部を有し、本
    体部は送受波を行うセンサ部を選択するチャンネル切替
    回路を備え、選択されたセンサ部により超音波パルスを
    送波して物体からの反射波を受波することで物体を検知
    するパルス式超音波物体検知器において、次に選択され
    るセンサ部からの信号により外来雑音を検出して送受波
    の可否を判定する送受波可否判定手段を本体部に備えた
    ことを特徴とする超音波物体検知器。
  2. 【請求項2】複数のセンサ部と単一の本体部を有し、本
    体部は送受波を行うセンサ部を選択するチャンネル切替
    回路を備え、選択されたセンサ部により超音波パルスを
    送波して物体からの反射波を受波することで物体を検知
    するパルス式超音波物体検知器において、全てのセンサ
    部からの信号を混合した信号、及び前記選択されたセン
    サ部からの信号を監視する手段を本体部に備え、この手
    段により外来雑音を検出して送受波の可否を判定する送
    受波可否判定手段を構成したことを特徴とする超音波物
    体検知器。
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