JP2957712B2 - 超音波測距装置 - Google Patents
超音波測距装置Info
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- JP2957712B2 JP2957712B2 JP2417277A JP41727790A JP2957712B2 JP 2957712 B2 JP2957712 B2 JP 2957712B2 JP 2417277 A JP2417277 A JP 2417277A JP 41727790 A JP41727790 A JP 41727790A JP 2957712 B2 JP2957712 B2 JP 2957712B2
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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】本発明は超音波測距装置に関し、
特に超音波雑音による誤測定を生じない測定装置に関す
る。
特に超音波雑音による誤測定を生じない測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】超音波測距装置は物標からの超音波の戻
り時間より当該物標までの距離を測定するもので、車両
等に搭載されて駐車時の衝突回避等の用途に使用されて
いる。超音波の受発信は構造簡易で小型の圧電セラミッ
ク振動子を多用しているが、かかる振動子は高感度を得
ることができる帯域が比較的狭いため、使用者の増加に
伴い同一周波数を使用する装置間で混信を生じるおそれ
がある。更に、ノイズ環境の悪い車両等において、誤測
定を生じるおそれがある。
り時間より当該物標までの距離を測定するもので、車両
等に搭載されて駐車時の衝突回避等の用途に使用されて
いる。超音波の受発信は構造簡易で小型の圧電セラミッ
ク振動子を多用しているが、かかる振動子は高感度を得
ることができる帯域が比較的狭いため、使用者の増加に
伴い同一周波数を使用する装置間で混信を生じるおそれ
がある。更に、ノイズ環境の悪い車両等において、誤測
定を生じるおそれがある。
【０００３】そこで例えば特公昭５８−４０１４８号公
報には、送信間隔を順次ランダムに変更して、数回のパ
ルスの送受信の結果から、自己の送信による反射波か否
か識別する方法が開示されている。
報には、送信間隔を順次ランダムに変更して、数回のパ
ルスの送受信の結果から、自己の送信による反射波か否
か識別する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
は電波に比して伝播速度が極めて遅く、上記方法を超音
波測距に使用すると送受信に時間を要して、応答性が大
幅に低下するという問題がある。
は電波に比して伝播速度が極めて遅く、上記方法を超音
波測距に使用すると送受信に時間を要して、応答性が大
幅に低下するという問題がある。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので混信
を含む超音波雑音による誤測定を生じず、かつ充分な応
答性を有する超音波測距装置を提供することを目的とす
る。
を含む超音波雑音による誤測定を生じず、かつ充分な応
答性を有する超音波測距装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を図７で説
明すると、請求項１記載の超音波測距装置は、所定周波
数の励振信号を送出して超音波送信手段より超音波を発
信せしめる励振手段と、物標により反射せしめられた上
記超音波の反射波を受信して受信信号を得る超音波受信
手段と、上記励振信号の送出に先立ち、上記超音波受信
手段から受信される音波の周波数を検出し、検出された
当該音波の周波数と異なるように上記励振信号の上記所
定周波数を設定する周波数設定手段と、上記励振信号を
発してから上記受信信号を得るまでの時間より上記物標
までの距離を測定する距離測定手段とを具備している。
請求項２記載の超音波測距装置は、上記周波数設定手段
が、上記励振信号の送出に先立ち、上記励振信号の周波
数の候補を設定する候補周波数設定手段を具備し、上記
超音波受信手段から受信される音波の周波数と上記候補
の周波数とが同一であるか否かを判断し、同一である場
合は上記候補の周波数とは異なる周波数を上記所定周波
数として設定するとともに、異なる場合には上記候補の
周波数を上記所定周波数として設定するものである。 請
求項３記載の超音波測距装置は、請求項１又は２記載の
構成に更に、上記受信信号が上記励振信号と一定の関係
にある場合にのみ上記距離測定手段を作動せしめる制御
手段を具備している。
明すると、請求項１記載の超音波測距装置は、所定周波
数の励振信号を送出して超音波送信手段より超音波を発
信せしめる励振手段と、物標により反射せしめられた上
記超音波の反射波を受信して受信信号を得る超音波受信
手段と、上記励振信号の送出に先立ち、上記超音波受信
手段から受信される音波の周波数を検出し、検出された
当該音波の周波数と異なるように上記励振信号の上記所
定周波数を設定する周波数設定手段と、上記励振信号を
発してから上記受信信号を得るまでの時間より上記物標
までの距離を測定する距離測定手段とを具備している。
請求項２記載の超音波測距装置は、上記周波数設定手段
が、上記励振信号の送出に先立ち、上記励振信号の周波
数の候補を設定する候補周波数設定手段を具備し、上記
超音波受信手段から受信される音波の周波数と上記候補
の周波数とが同一であるか否かを判断し、同一である場
合は上記候補の周波数とは異なる周波数を上記所定周波
数として設定するとともに、異なる場合には上記候補の
周波数を上記所定周波数として設定するものである。 請
求項３記載の超音波測距装置は、請求項１又は２記載の
構成に更に、上記受信信号が上記励振信号と一定の関係
にある場合にのみ上記距離測定手段を作動せしめる制御
手段を具備している。
【作用】
請求項１記載の発明によれば、周波数設定手段
は、励振信号の送出に先立ち、超音波受信手段から受信
される音波の周波数を検出し、検出された当該音波と異
なるように励振信号の上記所定周波数を設定する。励振
手段は、この所定周波数の励振信号を送出して超音波送
信手段より超音波を発信せしめる。そして、超音波受信
手段は、物標により反射せしめられた上記超音波の反射
波を受信して受信信号を得る。さらに距離測定手段は、
励振信号が送出されてから受信信号を得るまでの時間よ
り物標までの距離を測定する。 以上より、他社の使用し
ている装置との間の混信や、超音波雑音による誤測定を
防止することができる。 請求項２記載の発明によれば、
上記周波数設定手段は、上記励振信号の送出に先立ち、
候補周波数設定手段により上記励振信号の周波数の候補
が設定され、上記超音波受信手段から受信される音波の
周波数と上記候補の周波数とが同一である場合は上記候
補の周波数とは異なる周波数を上記所定周波数として設
定するとともに、異なる場合には上記候補の周波数を上
記所定周波数として設定するので、容易に受信音波の周
波数と上記所定周波数とを異なるものとすることができ
る。 請求項３記載の発明によれば、制御手段により、上
記受信信号が上記励振信号と一定の関係にない場合は上
記距離測定手段による距離測定が禁止されるから、超音
波雑音等による誤測定をさらに効果的に防止することが
できる。
は、励振信号の送出に先立ち、超音波受信手段から受信
される音波の周波数を検出し、検出された当該音波と異
なるように励振信号の上記所定周波数を設定する。励振
手段は、この所定周波数の励振信号を送出して超音波送
信手段より超音波を発信せしめる。そして、超音波受信
手段は、物標により反射せしめられた上記超音波の反射
波を受信して受信信号を得る。さらに距離測定手段は、
励振信号が送出されてから受信信号を得るまでの時間よ
り物標までの距離を測定する。 以上より、他社の使用し
ている装置との間の混信や、超音波雑音による誤測定を
防止することができる。 請求項２記載の発明によれば、
上記周波数設定手段は、上記励振信号の送出に先立ち、
候補周波数設定手段により上記励振信号の周波数の候補
が設定され、上記超音波受信手段から受信される音波の
周波数と上記候補の周波数とが同一である場合は上記候
補の周波数とは異なる周波数を上記所定周波数として設
定するとともに、異なる場合には上記候補の周波数を上
記所定周波数として設定するので、容易に受信音波の周
波数と上記所定周波数とを異なるものとすることができ
る。 請求項３記載の発明によれば、制御手段により、上
記受信信号が上記励振信号と一定の関係にない場合は上
記距離測定手段による距離測定が禁止されるから、超音
波雑音等による誤測定をさらに効果的に防止することが
できる。
【０００７】
【実施例】図１において、１は超音波発信手段と超音波
受信手段を兼ねる超音波振動子であり、アナログスイッ
チ２の切り替えにより制御回路６と増幅器３に選択接続
される。しかして、制御回路６からの切替信号６Ｂが
「Ｈ」レベルの時に上記アナログスイッチ２は送信側へ
切り替わって高周波の励振信号６Ａが超音波振動子１に
与えられ、超音波が物標に向けて発射される。切替信号
６Ｂが「Ｌ」レベルになると、アナログスイッチ２は受
信側へ切り替わり、物標からの反射波により上記超音波
振動子１より出力される受信信号２Ａが増幅器３ヘ入力
する。
受信手段を兼ねる超音波振動子であり、アナログスイッ
チ２の切り替えにより制御回路６と増幅器３に選択接続
される。しかして、制御回路６からの切替信号６Ｂが
「Ｈ」レベルの時に上記アナログスイッチ２は送信側へ
切り替わって高周波の励振信号６Ａが超音波振動子１に
与えられ、超音波が物標に向けて発射される。切替信号
６Ｂが「Ｌ」レベルになると、アナログスイッチ２は受
信側へ切り替わり、物標からの反射波により上記超音波
振動子１より出力される受信信号２Ａが増幅器３ヘ入力
する。
【０００８】上記増幅器３の出力は包絡線検波器４と受
信パルス発生回路８へ入力し、検波器４の出力４Ａは受
信パルス発生回路５へ入力している。そして、両受信パ
ルス発生回路５，８の出力５Ａ，８Ａはそれぞれ制御回
路６へ入力している。なお、制御回路６より出力される
励振信号６Ａの周波数は三種が後述の手順で選択され
る。
信パルス発生回路８へ入力し、検波器４の出力４Ａは受
信パルス発生回路５へ入力している。そして、両受信パ
ルス発生回路５，８の出力５Ａ，８Ａはそれぞれ制御回
路６へ入力している。なお、制御回路６より出力される
励振信号６Ａの周波数は三種が後述の手順で選択され
る。
【０００９】上記各信号のタイムチャ−トを図２に示
す。受信信号２Ａは増幅器３で増幅されて信号３Ａとな
り、受信パルス発生回路８に入力してスレッショ−ルド
レベルＶ1 以上の部分について受信周波数と同一周波数
のパルス信号８Ａに変換され制御回路６へ出力される。
一方、検波器４の出力信号４Ａは受信パルス発生回路５
においてスレッショ−ルドレベルＶ2 以上の部分と同一
長のパルス信号５Ａに変換されて制御回路６へ出力され
る。
す。受信信号２Ａは増幅器３で増幅されて信号３Ａとな
り、受信パルス発生回路８に入力してスレッショ−ルド
レベルＶ1 以上の部分について受信周波数と同一周波数
のパルス信号８Ａに変換され制御回路６へ出力される。
一方、検波器４の出力信号４Ａは受信パルス発生回路５
においてスレッショ−ルドレベルＶ2 以上の部分と同一
長のパルス信号５Ａに変換されて制御回路６へ出力され
る。
【００１０】制御回路６では、切替信号６Ｂの立ち上が
りより上記パルス信号５Ａの立ち上がりまでの時間に基
づいて物標までの距離を算出するが、同時にパルス信号
８Ａの周期（図２中のＴ）より受信信号２Ａの周波数を
算出して以下に説明する手順で超音波雑音の受信による
ものか判定し、超音波雑音による場合は制御回路におけ
る距離算出を中止する。
りより上記パルス信号５Ａの立ち上がりまでの時間に基
づいて物標までの距離を算出するが、同時にパルス信号
８Ａの周期（図２中のＴ）より受信信号２Ａの周波数を
算出して以下に説明する手順で超音波雑音の受信による
ものか判定し、超音波雑音による場合は制御回路におけ
る距離算出を中止する。
【００１１】この場合の制御回路６の処理手順の詳細を
以下図３ないし図５で説明する。図３において、ステッ
プ１０１は候補周波数設定手段としての手順で、励振信
号６Ａの周波数を設定する。続いてカウンタｎをリセッ
トし（ステップ１０２）、受信信号２Ａがあるか確認す
る（ステツプ１０３）。送信を行わないうちの受信信号
２Ａは超音波雑音によるものであるから、受信信号２Ａ
がある場合にはステップ１０３より、ステップ１０１と
ともに周波数設定手段としての手順を構成するステップ
１０４へ進んで判定１ルーチンを実行する。判定１ルー
チンを図４に示し、ステップ１１１では受信信号２Ａの
周波数Ｆｘが設定した励振信号６Ａの周波数Ｆｏと同一
か判定して、同一の場合には混信による誤測定を防止す
るために励振信号６Ａの設定周波数を変更する。設定周
波数はＦ１，Ｆ２，Ｆ３の三種のうちから選択される。
以下図３ないし図５で説明する。図３において、ステッ
プ１０１は候補周波数設定手段としての手順で、励振信
号６Ａの周波数を設定する。続いてカウンタｎをリセッ
トし（ステップ１０２）、受信信号２Ａがあるか確認す
る（ステツプ１０３）。送信を行わないうちの受信信号
２Ａは超音波雑音によるものであるから、受信信号２Ａ
がある場合にはステップ１０３より、ステップ１０１と
ともに周波数設定手段としての手順を構成するステップ
１０４へ進んで判定１ルーチンを実行する。判定１ルー
チンを図４に示し、ステップ１１１では受信信号２Ａの
周波数Ｆｘが設定した励振信号６Ａの周波数Ｆｏと同一
か判定して、同一の場合には混信による誤測定を防止す
るために励振信号６Ａの設定周波数を変更する。設定周
波数はＦ１，Ｆ２，Ｆ３の三種のうちから選択される。
【００１２】図３のステップ１０５では設定された周波
数で励振信号６Ａを出力し、超音波振動子１より物標に
向けて超音波を発信する。続いて受信信号２Ａがあった
か判断し（ステップ１０６）、受信信号２Ａがあった場
合には判定２ルーチンを実行する。判定２ルーチンの詳
細を図５に示す。ステップ１２１は制御手段としての手
順で、受信信号２Ａの周波数Ｆｘが励振信号６Ａの周波
数Ｆｏに一致しているか確認する。この確認は、パルス
信号８Ａの周期Ｔより求められる受信信号２Ａの周波数
度数分布より、度数最大となる周波数Ｆｘが励振信号６
Ａの周波数Ｆｏと一致しているか否かを判定するもの
で、図６に示す如く超音波雑音がない場合には励振信号
６Ａの三種の周波数（Ｆ１ないしＦ３）のうちこれらの
近傍で該周波数と一致する周波数が最も度数が高くな
る。
数で励振信号６Ａを出力し、超音波振動子１より物標に
向けて超音波を発信する。続いて受信信号２Ａがあった
か判断し（ステップ１０６）、受信信号２Ａがあった場
合には判定２ルーチンを実行する。判定２ルーチンの詳
細を図５に示す。ステップ１２１は制御手段としての手
順で、受信信号２Ａの周波数Ｆｘが励振信号６Ａの周波
数Ｆｏに一致しているか確認する。この確認は、パルス
信号８Ａの周期Ｔより求められる受信信号２Ａの周波数
度数分布より、度数最大となる周波数Ｆｘが励振信号６
Ａの周波数Ｆｏと一致しているか否かを判定するもの
で、図６に示す如く超音波雑音がない場合には励振信号
６Ａの三種の周波数（Ｆ１ないしＦ３）のうちこれらの
近傍で該周波数と一致する周波数が最も度数が高くな
る。
【００１３】しかして、上記ステップ１２１において受
信信号周波数Ｆｘが励振信号周波数Ｆｏに一致した場合
にのみ、ステップ１２２に進む。ステップ１２２は距離
測定手段としての手順で、距離の演算を行い表示器７上
に表示する。かくして、他の周波数で入力する超音波雑
音による受信信号２Ａによっては距離算出は行われない
から、超音波雑音により誤測定を生じることはない。
信信号周波数Ｆｘが励振信号周波数Ｆｏに一致した場合
にのみ、ステップ１２２に進む。ステップ１２２は距離
測定手段としての手順で、距離の演算を行い表示器７上
に表示する。かくして、他の周波数で入力する超音波雑
音による受信信号２Ａによっては距離算出は行われない
から、超音波雑音により誤測定を生じることはない。
【００１４】ステップ１０８においてはカウンタｎをイ
ンクリメントし、このカウント値ｎが所定値にｋなるま
で超音波の送信と受信を繰り返す。超音波の送受信を一
定回数繰り返した後は再びステップ１０２以下を実行し
て超音波雑音の受信の有無を確認する。
ンクリメントし、このカウント値ｎが所定値にｋなるま
で超音波の送信と受信を繰り返す。超音波の送受信を一
定回数繰り返した後は再びステップ１０２以下を実行し
て超音波雑音の受信の有無を確認する。
【００１５】以上の如く、受信信号２Ａのレベルととも
にその周波数Ｆｘを検出することにより、距離測定開始
前に超音波雑音の有無を調べてこれと異なる周波数で測
定を行なうとともに、受信信号２Ａの周波数Ｆｘが励振
信号６Ａの周波数Ｆｏと異なる場合には距離測定を中止
するから、超音波雑音による誤測定を効果的に回避する
ことができる。
にその周波数Ｆｘを検出することにより、距離測定開始
前に超音波雑音の有無を調べてこれと異なる周波数で測
定を行なうとともに、受信信号２Ａの周波数Ｆｘが励振
信号６Ａの周波数Ｆｏと異なる場合には距離測定を中止
するから、超音波雑音による誤測定を効果的に回避する
ことができる。
【００１６】上記実施例では、励振信号と受信信号の一
致を周波数の最大度数で検出したが、平均値等によって
も良く、また、周波数に代えて位相等を検出しても良
い。要は励振信号と受信信号に予め定められた一定の関
係があれば良い。励振信号の周波数切替えは三種に限ら
れるものでないことはもちろんである。
致を周波数の最大度数で検出したが、平均値等によって
も良く、また、周波数に代えて位相等を検出しても良
い。要は励振信号と受信信号に予め定められた一定の関
係があれば良い。励振信号の周波数切替えは三種に限ら
れるものでないことはもちろんである。
【００１７】制御回路の制御動作はハ−ドウェアロジッ
クで実現することができ、また、制御回路で直接パルス
信号８Ａの立ち上がりを検知できれば、検波器４および
パルス発生器５は特に設ける必要はない。
クで実現することができ、また、制御回路で直接パルス
信号８Ａの立ち上がりを検知できれば、検波器４および
パルス発生器５は特に設ける必要はない。
【００１８】超音波雑音の周波数が測定に使用する超音
波の周波数と必ず異なっている場合には、図３のステッ
プ１０２ないし１０４は不要である。
波の周波数と必ず異なっている場合には、図３のステッ
プ１０２ないし１０４は不要である。
【００１９】
【図１】測距装置の全体ブロック図である。
【図２】測距装置の各種信号のタイムチャ−トである。
【図３】制御回路の処理フロ−チャ−トである。
【図４】制御回路の処理フロ−チャ−トである。
【図５】制御回路の処理フロ−チャ−トである。
【図６】受信周波数の度数分布である。
【図７】クレ−ム対応図である。
１ 超音波振動子 ２ アナログスイッチ ３ 増幅器 ４ 包絡線検波器 ５ 受信パルス発生回路 ６ 制御回路 ７ 表示器 ８ 受信パルス発生回路
フロントページの続き (72)発明者 小寺 正夫 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 都築 威夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−141572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−5288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−32386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38379（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 (3)
- 【請求項１】 所定周波数の励振信号を送出して超音波
送信手段より超音波を発信せしめる励振手段と、物標に
より反射せしめられた上記超音波の反射波を受信して受
信信号を得る超音波受信手段と、上記励振信号の送出に
先立ち、上記超音波受信手段から受信される音波の周波
数を検出し、検出された当該音波の周波数と異なるよう
に上記励振信号の上記所定周波数を設定する周波数設定
手段と、上記励振信号を発してから上記受信信号を得る
までの時間より上記物標までの距離を測定する距離測定
手段とを具備する超音波測距装置。 - 【請求項２】 上記周波数設定手段は、上記励振信号の
送出に先立ち、上記励振信号の周波数の候補を設定する
候補周波数設定手段を具備し、上記超音波受信手段から
受信される音波の周波数と上記候補の周波数とが同一で
あるか否かを判断し、同一である場合は上記候補の周波
数とは異なる周波数を上記所定周波数として設定すると
ともに、異なる場合には上記候補の周波数を上記所定周
波数として設定するものである請求項１記載の超音波測
距装置。 - 【請求項３】 上記受信信号が上記励振信号と一定の関
係にある場合にのみ上記距離測定手段を作動せしめる制
御手段を具備する請求項１又は２記載の超音波測距装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417277A JP2957712B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 超音波測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417277A JP2957712B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 超音波測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233487A JPH04233487A (ja) | 1992-08-21 |
| JP2957712B2 true JP2957712B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=18525401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2417277A Expired - Fee Related JP2957712B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 超音波測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957712B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102020630B1 (ko) * | 2012-07-19 | 2019-11-04 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 근접 장애물 감지 장치 및 그 방법 |
| CN105607067A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-25 | 国网浙江慈溪市供电公司 | 一种用于测量电线杆掩埋深度的测量方法 |
| KR102019846B1 (ko) * | 2017-10-30 | 2019-09-09 | 현대오트론 주식회사 | 초음파 처리 장치 및 방법 |
| CN111624608B (zh) * | 2020-05-25 | 2023-02-28 | 南京英锐创电子科技有限公司 | 超声波测距方法及装置 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2417277A patent/JP2957712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04233487A (ja) | 1992-08-21 |
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