JP2934340B2 - 移動物体の最近接距離の測定装置と測定方法ならびに移動物体の侵入防止方法 - Google Patents
移動物体の最近接距離の測定装置と測定方法ならびに移動物体の侵入防止方法Info
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Description
物体と単一受信点の間の最近接距離を簡単に測定する装
置と方法ならびにその利用方法に関する。
を単一受信点にてパッシブ的に測定する方法として「実
開昭64−38492号」のように移動物体が水中を移
動する際に水中に放射される音波の圧力(音圧)が一定
であるとするとき、また、物体の移動速度が一定である
とするとき、受信点における受信音圧は移動物体が接近
するにともなって増加し、最近接点で最大となる特性を
利用して受信音圧波形の微分値の極性の反転から移動物
体の最近接点通過を検出する方式があった。
術においては、最近接点における移動物体と受信点の間
の距離(最近接距離)の絶対値が判らないため、移動物
体が受信点から一定の範囲内に存在することを検出して
作動するようなシステムの場合、正確な動作が得られな
い場合が生じる。本発明の目的は、水中の移動物体が放
射する音波を受信するパッシブセンサ情報のみから移動
物体の最近接距離の絶対値を容易に測定できる装置と方
法を提供することにある。本発明の他の目的は、水中の
移動物体の最近接距離を測定し、最近接距離が受信点か
ら一定の範囲内であることを判定し作動する、移動物体
の侵入防止への利用方法を提供することにある。本発明
のさらに他の目的は、移動物体が放射する音波以外の特
徴により移動物体の最近接距離を測定できる方法を提供
することにある。
の移動物体の最近接距離を測定できる装置を提供する目
的を達成するための本発明の測定装置は、例えば図1の
ように、水中の音波を受信する受信手段と、該受信手段
の出力により受信音圧の1階微分値および2階微分値を
それぞれ出力する1階微分波形計測手段および2階微分
波形計測手段と、該両計測手段の出力により1階微分値
および2階微分値それぞれの極性の反転情報を得て最近
接距離を演算する距離演算手段とを備えることとする。
接距離を測定できる方法を提供する目的を達成するため
の本発明の測定方法は、例えば図2のように、移動物体
の速度設定手順と、受信音圧の計測手順と、受信音圧の
1階微分波形計測手順ならびに2階微分波形計測手順と
を備え、さらに、上記受信音圧の2階微分波形計測から
2階微分値の極性反転時刻を検出する手順と、上記受信
音圧の1階微分波形計測から1階微分値の極性反転時刻
を検出する手順と、両時刻の差に上記移動物体の設定速
度を乗算して上記最近接距離を算出する手順とを備える
こととする。
水中の移動物体の侵入を防止する方法は、例えば図3の
ように、上記の水中における移動物体の最近接距離を測
定する方法に記載の手順のほか、さらに、移動物体の速
度設定手順とともに侵入防止手段の有効範囲設定手順を
備え、また、移動物体の最近接距離の算出手順後に、そ
の算出結果により、移動物体が上記有効範囲に存在する
ことを確認して侵入防止手段を作動させる手順を備える
こととする。
発明の移動物体の最近接距離を測定する方法は、電磁波
を放射する移動物体の速度設定手順と、受信電界または
磁界の計測手順と、受信電界または磁界の1階微分波形
計測手順ならびに2階微分波形計測手順とを備え、さら
に、上記受信電界または磁界の2階微分波形計測から2
階微分値の極性反転時刻を検出する手順と、上記受信電
界または磁界の1階微分波形計測から1階微分値の極性
反転時刻を検出する手順と、両時刻の差に上記移動物体
の設定速度を乗算して上記最近接距離を算出する手順と
を備えることとする。
中を等速直進すると仮定するとき、受信点における受信
音圧は移動物体との間の距離に反比例して変化し、その
値は、移動物体が最近接点に達した時点で最大となる。
したがって、受信音圧の1階微分波形は、移動物体が最
近接点を通過する時点で極性が反転することになる。さ
らに受信音圧の2階微分波形は、後述において数式的に
詳述するように、移動物体が最近接点を通過する前後の
特定の時点で極性が反転することになる。しかもこの特
定の時点は、測定対象の最近接距離と簡単かつ特定の関
係にある距離だけ最近接点から離れた地点に移動物体が
達した時点として与えられる。したがって、この特定時
点から最近接点に達するまでの等速直進移動物体の移動
距離を一定速度と両時点間の時間の乗算により算出すれ
ば、これにより、最近接距離も容易に得られる。すなわ
ち、本発明によれば、水中の移動物体が放射する音波を
受信するパッシブセンサ情報のみから移動物体の最近接
距離の絶対値を容易に測定できることになる。それ故、
本発明によれば、移動物体が受信点から予め設定したあ
る一定の範囲内に侵入したか否かを容易に判定すること
も可能になり、これにより、移動物体の侵入防止への利
用も容易に可能になる。
を放射し、移動物体が等速直進し、受信音圧が移動物体
と受信点との距離に反比例するという関係についての前
提が許容されるなら、移動物体が音波以外の特徴、すな
わち例えば電磁波を放射する場合についても同様に適用
でき、また移動物体や受信点が置かれる測定系の環境も
水中に限定されるものではないことも明らかである。す
なわち本発明によれば、移動物体が放射する音波以外の
特徴により移動物体の最近接距離を測定することが可能
になる。
図2は本発明の測定方法を示すフローチャート、図3は
図2の方法を利用した本発明の移動物体の侵入防止方法
を示すフローチャートである。図1において、10は水
中の移動物体が放射する音波による水中の受信点におけ
る音圧を受信しこれを出力する手段、11および12は
音圧受信手段10の出力によりその1階微分値および2
階微分値をそれぞれ出力する1階微分波形計測手段およ
び2階微分波形計測手段である。これらの出力値は移動
物体と受信点との距離の変化に対応して受信音圧が変化
することに伴い正負極性の反転した値をとる。13は1
1、12それぞれの出力の極性の反転時点間の時間情報
と、初期設定または手動設定によって与えた移動物体の
速度情報を基に移動物体の最近接距離を演算する距離演
算手段である。図3と図2との相違点は、図3では図2
の移動物体の速度設定手順とともにさらに侵入防止手段
の有効範囲設定手順を付加したこと、および図2の移動
物体の最近接距離の算出手順後に、その算出結果によ
り、移動物体が上記有効範囲に存在することを確認して
侵入防止手段を作動させる手順を付加したことの2点で
ある。図1、図2、図3に含まれるそれぞれの構成の働
き等の詳細については、図4以下の具体的な実施例等に
ついての説明の中から十分明らかになると思われる。
物体最近接距離測定の概要を示す図である。水中を等速
直進する移動物体1が放射する一定音圧Aを受信点2で
受信するときの受信音圧Pは移動物体1と受信点2との
間の距離に反比例し、水平面または垂直面の2次元平面
では、求める移動物体の最近接距離をD、また、最近接
点3から移動物体までの距離をXとすると、
微分をおこなうことにより、音圧変化率P′は、
物体が最近接点3に達したことを検出する。
を求めることにより、XとDの関係は、
0、P′=0となる時刻をT1とすると、移動物体1が一
定速度Vで直進するとき、時間(T1−T0)の間に移動
物体1が進む距離(=X)はV(T1−T0)であり、こ
れより移動物体1の最近接距離Dは、
例における受信点での受信音圧波形4とその1階微分波
形5、および2階微分波形6の関係を示す。
物体最近接距離測定の他の概要図を示す。水中を等速直
進する移動物体1が放射する一定音圧Aを受信点2で受
信するときの受信音圧Pは移動物体と受信点の間の距離
に反比例し、3次元空間では、求める移動物体1の最近
接距離をD、また、移動物体1の最近接点3から移動物
体までの距離をx、y及びz軸上の各成分距離X、Y及
びZで表すとすると、その値は、
2階微分波形P′及びP″は、それぞれ、
となる時刻をT0、P′=0となる時刻をT1、また、移
動物体の速度をVで一定とすると、時間差(T1−T0)
及び速度Vより、最近接距離Dは、
用いた移動物体の侵入防止例図である。図7で、移動物
体が侵入防止のためのパッシブ受信センサ兼侵入防止手
段7により検出されるとき、その受信音圧レベルを継続
して計測することにより前記のように移動物体の最近接
距離が測定できる。これにより侵入してくる移動物体に
対し、その最近接距離Dがこれを測定する受信センサか
ら一定範囲E内(2次元平面または3次元空間)にある
ことを検出して侵入防止手段を起動することができる。
また、この場合当該一定範囲とは侵入防止手段の有効範
囲として予め設定することができるものとし、さらに受
信センサ自身が移動する場合は、自己の持つ速度センサ
から得られる運動ベクトルを差引いて最近接距離を測定
するものとする。
を放射し、水中にある受信点で音圧を受信する場合につ
いて特に述べたが、前記したように、本発明は、移動物
体が音波以外の特徴、すなわち例えば電磁波を一定の強
度で放射する場合についても同様に適用でき、また移動
物体や受信点が置かれる測定系の環境も水中に限定され
るものではないことも明らかである。
移動物体の最近接点通過のみでなく、最近接距離の絶対
値の測定が容易に実現可能になる。 (2)性能、経済性:本発明によれば単一センサのみの
簡便な方式で最近接距離の測定が可能となり、侵入防止
システム等においては有限な数の侵入防止手段の起動を
効果的に行うことができ、更に、方式の簡便さから小
型、軽量、低価格での実現が可能であり、水中設置式ま
たは水中投入式の消耗型小型センサ兼侵入防止手段とし
ての実現に最適な測定方式が実現可能になる。
チャート。
波形とその1階微分波形、および2階微分波形の関係を
示す図。
分波形 7…パッシブ受信センサ兼侵入防止手段 10…音圧受信手段 11…1階微分波形計
測手段 12…2階微分波形計測手段 13…距離演算手段
Claims (4)
- 【請求項1】音波を放射する水中の移動物体と、該音波
を受信する水中の受信点との間の最近接距離を測定する
装置において、音波を受信する受信手段と、該受信手段
の出力により受信音圧の1階微分値および2階微分値を
それぞれ出力する1階微分波形計測手段および2階微分
波形計測手段と、該両計測手段の出力により1階微分値
および2階微分値それぞれの極性の反転情報を得て最近
接距離を演算する距離演算手段とを備えることを特徴と
する、移動物体の最近接距離の測定装置。 - 【請求項2】音波を放射する水中の移動物体と、該音波
を受信する水中の受信点との間の最近接距離を測定する
方法において、移動物体の速度設定手順と、受信音圧の
計測手順と、受信音圧の1階微分波形計測手順ならびに
2階微分波形計測手順とを備え、さらに、上記受信音圧
の2階微分波形計測から2階微分値の極性反転時刻を検
出する手順と、上記受信音圧の1階微分波形計測から1
階微分値の極性反転時刻を検出する手順と、両時刻の差
に上記移動物体の設定速度を乗算して上記最近接距離を
算出する手順とを備えることを特徴とする、移動物体の
最近接距離の測定方法。 - 【請求項3】音波を放射する水中の移動物体と、該音波
を受信する水中の受信点との間の最近接距離の測定を利
用し、移動物体の侵入を防止する方法において、請求項
2に記載の手順のほか、さらに、移動物体の速度設定手
順とともに侵入防止手段の有効範囲設定手順を備え、ま
た、移動物体の最近接距離の算出手順後に、その算出結
果により、移動物体が上記有効範囲に存在することを確
認して侵入防止手段を作動させる手順を備えることを特
徴とする、移動物体の侵入防止方法。 - 【請求項4】電磁波を放射する移動物体と、該電磁波を
受信する受信点との間の最近接距離を測定する方法にお
いて、移動物体の速度設定手順と、受信電界または磁界
の計測手順と、受信電界または磁界の1階微分波形計測
手順ならびに2階微分波形計測手順とを備え、さらに、
上記受信電界または磁界の2階微分波形計測から2階微
分値の極性反転時刻を検出する手順と、上記受信電界ま
たは磁界の1階微分波形計測から1階微分値の極性反転
時刻を検出する手順と、両時刻の差に上記移動物体の設
定速度を乗算して上記最近接距離を算出する手順とを備
えることを特徴とする、移動物体の最近接距離の測定方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3148264A JP2934340B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 移動物体の最近接距離の測定装置と測定方法ならびに移動物体の侵入防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3148264A JP2934340B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 移動物体の最近接距離の測定装置と測定方法ならびに移動物体の侵入防止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04370781A JPH04370781A (ja) | 1992-12-24 |
JP2934340B2 true JP2934340B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=15448885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3148264A Expired - Lifetime JP2934340B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 移動物体の最近接距離の測定装置と測定方法ならびに移動物体の侵入防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2934340B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11933863B2 (en) | 2020-07-27 | 2024-03-19 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Method for measuring shortest distance between capacitances and method for evaluating capacitance manufacture procedure |
CN114001692B (zh) * | 2020-07-27 | 2023-04-07 | 长鑫存储技术有限公司 | 测量电容之间最短距离的方法及评价电容制程的方法 |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3148264A patent/JP2934340B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04370781A (ja) | 1992-12-24 |
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