JP2826198B2 - 超音波式物体検知器 - Google Patents
超音波式物体検知器Info
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- JP2826198B2 JP2826198B2 JP3008093A JP809391A JP2826198B2 JP 2826198 B2 JP2826198 B2 JP 2826198B2 JP 3008093 A JP3008093 A JP 3008093A JP 809391 A JP809391 A JP 809391A JP 2826198 B2 JP2826198 B2 JP 2826198B2
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- Japan
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- ultrasonic
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて物体を
検知する超音波式物体検知器に関するものである。
検知する超音波式物体検知器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波を用いて物体を検知する超音波式
物体検知器としては、超音波パルスを送波すると共に物
体による反射波を受波し、送受波に要する時間から物体
までの距離を求めて、検知エリア内の物体の存在を検知
するものがあり、この種の超音波式物体検知器は光や電
波を用いたものに比べて超音波の伝搬速度が遅いため、
比較的に容易に物体までの距離を測定できる利点があ
る。
物体検知器としては、超音波パルスを送波すると共に物
体による反射波を受波し、送受波に要する時間から物体
までの距離を求めて、検知エリア内の物体の存在を検知
するものがあり、この種の超音波式物体検知器は光や電
波を用いたものに比べて超音波の伝搬速度が遅いため、
比較的に容易に物体までの距離を測定できる利点があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
種の超音波式物体検知器では雑音により誤動作し、物体
が存在しないにもかかわらず、物体が存在するという誤
検知出力を生じたり、雑音により物体までの距離を誤っ
て検出したりする問題があった。そこで、従来ではこの
種の雑音による誤動作を防止する種々の方法が提案され
ている。ところが、従来のこの種の雑音防止方式は単発
的な雑音は除去することができても、継続時間の長い雑
音やトーンバースト状の雑音などに対しては殆ど効果が
ないのが実情であった。
種の超音波式物体検知器では雑音により誤動作し、物体
が存在しないにもかかわらず、物体が存在するという誤
検知出力を生じたり、雑音により物体までの距離を誤っ
て検出したりする問題があった。そこで、従来ではこの
種の雑音による誤動作を防止する種々の方法が提案され
ている。ところが、従来のこの種の雑音防止方式は単発
的な雑音は除去することができても、継続時間の長い雑
音やトーンバースト状の雑音などに対しては殆ど効果が
ないのが実情であった。
【０００４】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、継続時間の長い雑音や
トーンバースト状の雑音による誤動作を防止できる超音
波式物体検知器を提供することにある。
あり、その目的とするところは、継続時間の長い雑音や
トーンバースト状の雑音による誤動作を防止できる超音
波式物体検知器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、物体検知を行うために超音波パルスを
送波する時点以前に雑音の存在を監視する雑音監視期間
を設け、この雑音監視期間において受波された雑音を検
出する雑音検出手段と、この雑音検出手段の出力から雑
音の継続時間を計時する継続時間計測手段と、雑音検出
手段の出力を微分しこの微分出力が一定のレベルを交差
する回数をカウントする交差回数計数手段と、継続時間
計測手段及び交差回数計数手段で検出された雑音の継続
時間及び交差回数から環境が物体検知動作を行うに適し
ているかどうかを判定して、物体検知に適していないと
判断された場合に、物体検知動作を停止させる制御手段
とを備えている。
達成するために、物体検知を行うために超音波パルスを
送波する時点以前に雑音の存在を監視する雑音監視期間
を設け、この雑音監視期間において受波された雑音を検
出する雑音検出手段と、この雑音検出手段の出力から雑
音の継続時間を計時する継続時間計測手段と、雑音検出
手段の出力を微分しこの微分出力が一定のレベルを交差
する回数をカウントする交差回数計数手段と、継続時間
計測手段及び交差回数計数手段で検出された雑音の継続
時間及び交差回数から環境が物体検知動作を行うに適し
ているかどうかを判定して、物体検知に適していないと
判断された場合に、物体検知動作を停止させる制御手段
とを備えている。
【０００６】
【作用】本発明は、上述の構成を備えることにより、物
体検知を行う前に継続時間の長い雑音やトーンバースト
状の雑音が存在しないかどうかを判断し、これらの雑音
が存在する場合には物体検知動作を行わず、誤動作を起
こすことがないようにしたものである。
体検知を行う前に継続時間の長い雑音やトーンバースト
状の雑音が存在しないかどうかを判断し、これらの雑音
が存在する場合には物体検知動作を行わず、誤動作を起
こすことがないようにしたものである。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例の超音波式物体検知器を図
１に示す。本実施例の超音波式物体検知器は、送受波兼
用の超音波振動子１を備え、この超音波振動子１から超
音波パルスを送波させる送波回路２と、超音波振動子１
の受波出力から物体による反射波を検出する受波回路３
と、送波回路２を間欠的に動作させると共に、受波回路
３出力から検知エリアに物体が存在するかどうかを判別
するＣＰＵからなる制御回路４と、物体の存在が検知さ
れた場合に制御回路４の出力に応じて表示器や警報器を
駆動する出力回路７とを備えている。なお、この超音波
式物体検知器では、送波回路２の出力を残響吸収回路５
を介して超音波振動子１に与え、超音波振動子１による
受波出力を増幅回路６を介して受波回路３に入力するよ
うにしてあり、超音波振動子１、残響吸収回路５及び増
幅回路６からなるセンサ部Ａと、送波回路２、受波回路
３、制御回路４及び出力回路７等からなる本体部Ｂとに
分けて形成してある。
１に示す。本実施例の超音波式物体検知器は、送受波兼
用の超音波振動子１を備え、この超音波振動子１から超
音波パルスを送波させる送波回路２と、超音波振動子１
の受波出力から物体による反射波を検出する受波回路３
と、送波回路２を間欠的に動作させると共に、受波回路
３出力から検知エリアに物体が存在するかどうかを判別
するＣＰＵからなる制御回路４と、物体の存在が検知さ
れた場合に制御回路４の出力に応じて表示器や警報器を
駆動する出力回路７とを備えている。なお、この超音波
式物体検知器では、送波回路２の出力を残響吸収回路５
を介して超音波振動子１に与え、超音波振動子１による
受波出力を増幅回路６を介して受波回路３に入力するよ
うにしてあり、超音波振動子１、残響吸収回路５及び増
幅回路６からなるセンサ部Ａと、送波回路２、受波回路
３、制御回路４及び出力回路７等からなる本体部Ｂとに
分けて形成してある。
【０００８】上述の構成となった基本回路の動作を説明
する。制御回路４は一定周期で送波回路２に制御信号を
送って送波回路２により超音波振動子１を駆動させる。
これにより図２（ａ）に示す超音波パルスＰが送波され
る。なお、このような超音波振動子１を駆動した際には
超音波振動子１には残響Ｚが発生するので、この残響Ｚ
を吸収する残響吸収回路５を設けてある。そして、物体
が存在する場合にはその物体による反射波を超音波振動
子１で受波する。この際の受波信号波形を図２（ａ）の
Ｒで示す。この受波信号Ｒは増幅回路６で増幅されて受
波回路３に入力され、受波回路３では受波信号Ｒを検波
（エンベロープ検波）すると共に、レベルの小さい雑音
成分（例えばホワイトノイズなど）を除去し（この雑音
成分の除去を図２（ａ）に示すしきい値Ｖthを用いて行
う）、そして検出された受波信号Ｒを図２（ｂ）のＳ2
で示すように波形整形して制御回路４に出力する。な
お、図２（ｂ）中のＳ1 は超音波パルスＰを波形整形し
た信号波形を示す。制御回路４ではその受波回路３の出
力Ｓ2 に基づいてその物体による反射波が検知エリア内
の物体からのものであるかどうかの判定を行う。この判
定は、検知エリアの距離に相当する受波ゲート期間（図
３（ｂ）におけるＧ）を設定し、受波回路３の出力Ｓ2
が受波ゲート期間Ｇ内にあるかどうかで検知エリア内に
物体が存在するかどうかの判定を行う。なお、この判定
に際しては従来より用いられている単発的な雑音による
誤動作を防止する処理を行うようにしてある。また、図
３（ａ）中の受波ゲート期間Ｇの次の期間Ｔは物体の有
無の判定及び距離を演算する信号処理期間を示す。
する。制御回路４は一定周期で送波回路２に制御信号を
送って送波回路２により超音波振動子１を駆動させる。
これにより図２（ａ）に示す超音波パルスＰが送波され
る。なお、このような超音波振動子１を駆動した際には
超音波振動子１には残響Ｚが発生するので、この残響Ｚ
を吸収する残響吸収回路５を設けてある。そして、物体
が存在する場合にはその物体による反射波を超音波振動
子１で受波する。この際の受波信号波形を図２（ａ）の
Ｒで示す。この受波信号Ｒは増幅回路６で増幅されて受
波回路３に入力され、受波回路３では受波信号Ｒを検波
（エンベロープ検波）すると共に、レベルの小さい雑音
成分（例えばホワイトノイズなど）を除去し（この雑音
成分の除去を図２（ａ）に示すしきい値Ｖthを用いて行
う）、そして検出された受波信号Ｒを図２（ｂ）のＳ2
で示すように波形整形して制御回路４に出力する。な
お、図２（ｂ）中のＳ1 は超音波パルスＰを波形整形し
た信号波形を示す。制御回路４ではその受波回路３の出
力Ｓ2 に基づいてその物体による反射波が検知エリア内
の物体からのものであるかどうかの判定を行う。この判
定は、検知エリアの距離に相当する受波ゲート期間（図
３（ｂ）におけるＧ）を設定し、受波回路３の出力Ｓ2
が受波ゲート期間Ｇ内にあるかどうかで検知エリア内に
物体が存在するかどうかの判定を行う。なお、この判定
に際しては従来より用いられている単発的な雑音による
誤動作を防止する処理を行うようにしてある。また、図
３（ａ）中の受波ゲート期間Ｇの次の期間Ｔは物体の有
無の判定及び距離を演算する信号処理期間を示す。
【０００９】以上は本実施例の基本となる超音波式物体
検知器の構造及び動作の説明であったが、以下に本実施
例の特徴とする点について説明する。つまり、本実施例
では、上記構成に加えて、受波回路３の検波出力を受け
て雑音信号を検出する雑音検出回路８と、この雑音検出
回路８の出力から雑音信号の継続時間を計時する継続時
間計測回路９と、雑音検出回路８の出力を微分する微分
回路１０と、この微分回路１０の出力が一定のレベルを
交差する回数をカウントする交差回数計数回路１１とを
設けてある。なお、制御回路４には上記継続時間計測回
路９及び交差回数計数回路１１の出力に応じて雑音状態
を判定する雑音判定部１２を設けてある。
検知器の構造及び動作の説明であったが、以下に本実施
例の特徴とする点について説明する。つまり、本実施例
では、上記構成に加えて、受波回路３の検波出力を受け
て雑音信号を検出する雑音検出回路８と、この雑音検出
回路８の出力から雑音信号の継続時間を計時する継続時
間計測回路９と、雑音検出回路８の出力を微分する微分
回路１０と、この微分回路１０の出力が一定のレベルを
交差する回数をカウントする交差回数計数回路１１とを
設けてある。なお、制御回路４には上記継続時間計測回
路９及び交差回数計数回路１１の出力に応じて雑音状態
を判定する雑音判定部１２を設けてある。
【００１０】上述の回路は常時動作を行うのではなく、
図３（ａ）に示す送波パルスＰの送出時点の以前の期間
Ｍに動作する。つまり、この期間Ｍが雑音監視期間とな
り、この雑音監視期間Ｍに超音波振動子１で受波され、
受波回路３で検波された検波出力から雑音検出回路８が
信号成分を検出する。なお、この雑音監視期間Ｍには超
音波振動子１から送波された超音波パルスの物体による
反射波は受波されないように設定してあり、このため雑
音検出回路８で検出される信号成分は全て雑音となる。
この雑音検出回路８の出力から継続時間計測回路９が雑
音の継続時間を計時する。つまり、この継続時間計測回
路９は、その雑音の継続時間は図３（ｂ）に示すように
雑音（図中Ｎ1 で示す）の継続時間が長く、以降の物体
検知動作を行うまで雑音が継続して存在する可能性があ
るかどうかを検出するのである。これと同時に、雑音検
出回路８の出力を微分回路１０で微分し、微分出力を交
差回数計数回路１１が一定のレベルを交差する回数をカ
ウントする。これにより、上記回路１０，１１で、例え
ば図３（ｃ）に示すトーンバースト状の雑音（図中Ｎ2
で示す）のように断続する雑音が存在するどうかの検出
を行う。そして、制御回路４の雑音判定部１２では上記
継続時間計測回路９及び交差回数計数回路１１の出力に
応じて物体の検知動作を行うのに環境が適しているかど
うか（雑音による影響が少ないかどうか）の判定を行
う。そして、上記継続時間計測回路９の出力である雑音
の継続時間が所定時間以上である場合には、その雑音に
より誤検知を起こすと判断し、この際には雑音監視期間
Ｍ後に行われる物体検知動作（但し、超音波パルスを送
波して受波し、物体の検知動作を行う１回の動作）を中
止する。同様に、交差回数計数回路１１の出力である交
差回数が所定回数以上である場合にも、トーンバースト
状の雑音が存在し、物体検知に適さない状態であると判
断して、検知動作を中止する。このようにして、超音波
パルスＰを送波する時点の以前に繰り返し雑音の監視を
行うことにより、上述のような継続時間の長い雑音やト
ーンバースト状のエネルギの大きな雑音が存在する期間
に物体検知を行うことによる誤動作を起こすことを防止
することができる。なお、上記雑音信号の継続時間や交
差回数が物体検知動作を行う場合に不適当であると判定
するための判定基準としての時間や回数は、実際の使用
環境下で実測により予め求めて設定しておけばよい。ま
た、上述の場合には雑音が存在する場合には検知動作を
１回中止し、その後の検知動作期間に行うようにしてい
たが、勿論雑音検知回路８で雑音の停止を検知すること
が可能であるので、この雑音検知回路８で雑音が無くな
ったと判断された時点で物体検知動作を行うようにする
ことも可能である。さらに、上述の実施例の場合には超
音波振動子１を送受波用に兼用してあったが、勿論２個
の超音波振動子を送波及び受波毎に夫々設けた超音波式
物体検知器にも適用できることは言うまでもない。
図３（ａ）に示す送波パルスＰの送出時点の以前の期間
Ｍに動作する。つまり、この期間Ｍが雑音監視期間とな
り、この雑音監視期間Ｍに超音波振動子１で受波され、
受波回路３で検波された検波出力から雑音検出回路８が
信号成分を検出する。なお、この雑音監視期間Ｍには超
音波振動子１から送波された超音波パルスの物体による
反射波は受波されないように設定してあり、このため雑
音検出回路８で検出される信号成分は全て雑音となる。
この雑音検出回路８の出力から継続時間計測回路９が雑
音の継続時間を計時する。つまり、この継続時間計測回
路９は、その雑音の継続時間は図３（ｂ）に示すように
雑音（図中Ｎ1 で示す）の継続時間が長く、以降の物体
検知動作を行うまで雑音が継続して存在する可能性があ
るかどうかを検出するのである。これと同時に、雑音検
出回路８の出力を微分回路１０で微分し、微分出力を交
差回数計数回路１１が一定のレベルを交差する回数をカ
ウントする。これにより、上記回路１０，１１で、例え
ば図３（ｃ）に示すトーンバースト状の雑音（図中Ｎ2
で示す）のように断続する雑音が存在するどうかの検出
を行う。そして、制御回路４の雑音判定部１２では上記
継続時間計測回路９及び交差回数計数回路１１の出力に
応じて物体の検知動作を行うのに環境が適しているかど
うか（雑音による影響が少ないかどうか）の判定を行
う。そして、上記継続時間計測回路９の出力である雑音
の継続時間が所定時間以上である場合には、その雑音に
より誤検知を起こすと判断し、この際には雑音監視期間
Ｍ後に行われる物体検知動作（但し、超音波パルスを送
波して受波し、物体の検知動作を行う１回の動作）を中
止する。同様に、交差回数計数回路１１の出力である交
差回数が所定回数以上である場合にも、トーンバースト
状の雑音が存在し、物体検知に適さない状態であると判
断して、検知動作を中止する。このようにして、超音波
パルスＰを送波する時点の以前に繰り返し雑音の監視を
行うことにより、上述のような継続時間の長い雑音やト
ーンバースト状のエネルギの大きな雑音が存在する期間
に物体検知を行うことによる誤動作を起こすことを防止
することができる。なお、上記雑音信号の継続時間や交
差回数が物体検知動作を行う場合に不適当であると判定
するための判定基準としての時間や回数は、実際の使用
環境下で実測により予め求めて設定しておけばよい。ま
た、上述の場合には雑音が存在する場合には検知動作を
１回中止し、その後の検知動作期間に行うようにしてい
たが、勿論雑音検知回路８で雑音の停止を検知すること
が可能であるので、この雑音検知回路８で雑音が無くな
ったと判断された時点で物体検知動作を行うようにする
ことも可能である。さらに、上述の実施例の場合には超
音波振動子１を送受波用に兼用してあったが、勿論２個
の超音波振動子を送波及び受波毎に夫々設けた超音波式
物体検知器にも適用できることは言うまでもない。
【００１１】
【発明の効果】本発明は上述のように、物体検知を行う
ために超音波パルスを送波する時点以前に雑音の存在を
監視する雑音監視期間を設け、この雑音監視期間におい
て受波された雑音を検出する雑音検出手段と、この雑音
検出手段の出力から雑音の継続時間を計時する継続時間
計測手段と、雑音検出手段の出力を微分しこの微分出力
が一定のレベルを交差する回数をカウントする交差回数
計数手段と、継続時間計測手段及び交差回数計数手段で
検出された雑音の継続時間及び交差回数から環境が物体
検知動作を行うに適しているかどうかを判定して、物体
検知に適していないと判断された場合に、物体検知動作
を停止させる制御手段とを備えているので、物体検知を
行う前に継続時間の長い雑音やトーンバースト状の雑音
が存在しないかどうかを判断し、これらの雑音が存在す
る場合には物体検知動作を行わず、誤動作を起こすこと
を防止できる。
ために超音波パルスを送波する時点以前に雑音の存在を
監視する雑音監視期間を設け、この雑音監視期間におい
て受波された雑音を検出する雑音検出手段と、この雑音
検出手段の出力から雑音の継続時間を計時する継続時間
計測手段と、雑音検出手段の出力を微分しこの微分出力
が一定のレベルを交差する回数をカウントする交差回数
計数手段と、継続時間計測手段及び交差回数計数手段で
検出された雑音の継続時間及び交差回数から環境が物体
検知動作を行うに適しているかどうかを判定して、物体
検知に適していないと判断された場合に、物体検知動作
を停止させる制御手段とを備えているので、物体検知を
行う前に継続時間の長い雑音やトーンバースト状の雑音
が存在しないかどうかを判断し、これらの雑音が存在す
る場合には物体検知動作を行わず、誤動作を起こすこと
を防止できる。
【図１】本発明の一実施例の回路構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】同上の通常の物体検知動作の説明図である。
【図３】同上において雑音が存在する場合の動作説明図
である。
である。
４ 制御回路 ８ 雑音検知回路 ９ 継続時間計測回路 １０ 微分回路 １１ 交差回数計数回路 １２ 雑音判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−158482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−158483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−158484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−71673（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−101484（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250388（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250387（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−98185（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96
Claims (1)
- 【請求項１】超音波パルスを送波し、物体からの反射波
を受波することで物体を検知する超音波式物体検知器に
おいて、物体検知を行うために超音波パルスを送波する
時点以前に雑音の存在を監視する雑音監視期間を設け、
この雑音監視期間において受波された雑音を検出する雑
音検出手段と、この雑音検出手段の出力から雑音の継続
時間を計時する継続時間計測手段と、雑音検出手段の出
力を微分しこの微分出力が一定のレベルを交差する回数
をカウントする交差回数計数手段と、継続時間計測手段
及び交差回数計数手段で検出された雑音の継続時間及び
交差回数から環境が物体検知動作を行うに適しているか
どうかを判定して、物体検知に適していないと判断され
た場合に、物体検知動作を停止させる制御手段とを備え
て成ることを特徴とする超音波式物体検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008093A JP2826198B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 超音波式物体検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008093A JP2826198B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 超音波式物体検知器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250387A JPH04250387A (ja) | 1992-09-07 |
| JP2826198B2 true JP2826198B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=11683706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008093A Expired - Lifetime JP2826198B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 超音波式物体検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826198B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008089505A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP7239887B2 (ja) * | 2019-07-11 | 2023-03-15 | 株式会社豊田自動織機 | 物体検出装置及び物体検出方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6371673A (ja) * | 1986-09-13 | 1988-04-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波物体検知器 |
| JPS63158483A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波検知器 |
| JPS63158484A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波検知器 |
| JPS63158482A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波検知器 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008093A patent/JP2826198B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04250387A (ja) | 1992-09-07 |
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