JP3463523B2 - 超音波式物体検出装置 - Google Patents
超音波式物体検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波式物体検出
装置に関する。この超音波式物体検出装置は、例えば、
道路上を走行する車両を検出するのに利用される。
装置に関する。この超音波式物体検出装置は、例えば、
道路上を走行する車両を検出するのに利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波式車両検出装置では、例え
ば、道路の所要領域に超音波を送信した時点からその反
射波を受信するまでの伝搬時間を認識し、この伝搬時間
により道路上を走行する車両を検出するようにしてい
る。つまり、車両の有無により、前記伝搬時間が異なる
ので、この伝搬時間を所要の基準値と比較することによ
り、車両を検出できる。
ば、道路の所要領域に超音波を送信した時点からその反
射波を受信するまでの伝搬時間を認識し、この伝搬時間
により道路上を走行する車両を検出するようにしてい
る。つまり、車両の有無により、前記伝搬時間が異なる
ので、この伝搬時間を所要の基準値と比較することによ
り、車両を検出できる。
【０００３】このような車両検出装置において、超音波
ヘッドの設置高さや天候などの変化により、反射波の受
信レベルが変化することがあって、変化が甚だしい場合
には車両検出を安定的に行えなくなるおそれがあるの
で、安定した車両検出を行うために、車両からの反射波
の受信レベルを一定範囲に設定する必要がある。
ヘッドの設置高さや天候などの変化により、反射波の受
信レベルが変化することがあって、変化が甚だしい場合
には車両検出を安定的に行えなくなるおそれがあるの
で、安定した車両検出を行うために、車両からの反射波
の受信レベルを一定範囲に設定する必要がある。
【０００４】この受信レベルの調整に関して、従来で
は、路面からの反射波の受信レベルを適宜調整すること
が考えられている。つまり、路面から車両の反射面まで
の高さが超音波送受波器の設置高さに関係なく一定であ
るから、路面からの反射波の受信レベルと、車両反射面
からの反射波の受信レベルとの間に一定の相関がある。
そのため、路面からの反射波の受信レベルを調整するこ
とで、車両からの反射波の受信レベルを適正に設定する
ことができる。
は、路面からの反射波の受信レベルを適宜調整すること
が考えられている。つまり、路面から車両の反射面まで
の高さが超音波送受波器の設置高さに関係なく一定であ
るから、路面からの反射波の受信レベルと、車両反射面
からの反射波の受信レベルとの間に一定の相関がある。
そのため、路面からの反射波の受信レベルを調整するこ
とで、車両からの反射波の受信レベルを適正に設定する
ことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、一般的なアスファルト道路やコンクリート道路で
あれば問題ないが、砂地の道路や、近年において種々開
発されている水捌けの良い排水性アスファルト道路にあ
っては、下記するような理由により、受信利得を適正に
調整することが困難になる。なお、排水性アスファルト
道路は、水捌けを良好とするために微小な空隙を有して
いて表面が凹凸になっており、しかも、この凹凸の形態
が場所ごとに異なることが多い。
では、一般的なアスファルト道路やコンクリート道路で
あれば問題ないが、砂地の道路や、近年において種々開
発されている水捌けの良い排水性アスファルト道路にあ
っては、下記するような理由により、受信利得を適正に
調整することが困難になる。なお、排水性アスファルト
道路は、水捌けを良好とするために微小な空隙を有して
いて表面が凹凸になっており、しかも、この凹凸の形態
が場所ごとに異なることが多い。
【０００６】つまり、超音波送受波器の真下における排
水性アスファルト道路の凹凸の段差が、仮に１／４波長
（２５ｋＨｚで約３．４ｍｍ）である場合、路面の凹凸
の段底からの反射波の伝搬距離は、１／４波長の２倍と
なるため、その位相が、路面の凹凸の段上からの反射波
の位相より１８０度遅れることになり、結局、超音波送
受波器で前述の両方の反射波を受信した場合の合成出力
がほぼ「０」になり、受信レベルの調整ができなくな
る。このように路面の凹凸の段差が１／４波長となるこ
とは希であるが、いずれにしても、超音波送受波器によ
る反射波の受信レベルが、凹凸の段底からの反射波と段
上からの反射波の合成となる関係より、受信利得を適正
に調整することは困難になるのである。
水性アスファルト道路の凹凸の段差が、仮に１／４波長
（２５ｋＨｚで約３．４ｍｍ）である場合、路面の凹凸
の段底からの反射波の伝搬距離は、１／４波長の２倍と
なるため、その位相が、路面の凹凸の段上からの反射波
の位相より１８０度遅れることになり、結局、超音波送
受波器で前述の両方の反射波を受信した場合の合成出力
がほぼ「０」になり、受信レベルの調整ができなくな
る。このように路面の凹凸の段差が１／４波長となるこ
とは希であるが、いずれにしても、超音波送受波器によ
る反射波の受信レベルが、凹凸の段底からの反射波と段
上からの反射波の合成となる関係より、受信利得を適正
に調整することは困難になるのである。
【０００７】このため、従来の設定方法では、路面の凹
凸状況の差により路面からの反射レベルが変わるため、
適正な受信利得の設定ができず、車両検出を安定的に行
うことができなくなっていた。
凸状況の差により路面からの反射レベルが変わるため、
適正な受信利得の設定ができず、車両検出を安定的に行
うことができなくなっていた。
【０００８】したがって、本発明は、超音波式物体検出
装置において、路面表面の状態に関係なく受信感度を適
正に調整できるようにし、また、環境変化などに関係な
く、物体検出を安定的に行えるようにすることを目的と
している。
装置において、路面表面の状態に関係なく受信感度を適
正に調整できるようにし、また、環境変化などに関係な
く、物体検出を安定的に行えるようにすることを目的と
している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の超音波式
物体検出装置は、所要領域へ超音波を送信する送信部
と、前記所要領域を移動する物体からの反射波を受信す
る受信部と、受信した反射波を増幅する増幅部と、前記
所要領域を移動する物体のうち特定形状の物体からの反
射波に基づいて前記増幅部の利得を調整する利得調整部
とを備えている。
物体検出装置は、所要領域へ超音波を送信する送信部
と、前記所要領域を移動する物体からの反射波を受信す
る受信部と、受信した反射波を増幅する増幅部と、前記
所要領域を移動する物体のうち特定形状の物体からの反
射波に基づいて前記増幅部の利得を調整する利得調整部
とを備えている。
【００１０】本発明の第２の超音波式物体検出装置は、
所要領域へ超音波を送信する送信部と、前記所要領域を
移動する物体からの反射波を受信する受信部と、受信し
た反射波を増幅する増幅部と、前記増幅部の利得を所要
値に固定する利得固定部と、前記所要領域を移動する物
体のうち特定形状の物体からの反射波に基づいて前記増
幅部の利得を調整する利得調整部と、利得固定部により
利得を固定する処理と利得調整部により利得を調整する
処理とを選択的に行わせる切替部とを備えている。
所要領域へ超音波を送信する送信部と、前記所要領域を
移動する物体からの反射波を受信する受信部と、受信し
た反射波を増幅する増幅部と、前記増幅部の利得を所要
値に固定する利得固定部と、前記所要領域を移動する物
体のうち特定形状の物体からの反射波に基づいて前記増
幅部の利得を調整する利得調整部と、利得固定部により
利得を固定する処理と利得調整部により利得を調整する
処理とを選択的に行わせる切替部とを備えている。
【００１１】本発明の第３の超音波式物体検出装置は、
上記第１または第２の装置に記載の利得調整部を、前記
受信した反射波が前記所要領域を移動する物体のうち特
定形状の物体からのものであるか否かを識別する識別手
段と、識別手段で特定形状の物体を識別したときに当該
物体からの反射波の受信レベルに応じて前記増幅部の利
得調整を管理する管理手段とを含むものとしている。
上記第１または第２の装置に記載の利得調整部を、前記
受信した反射波が前記所要領域を移動する物体のうち特
定形状の物体からのものであるか否かを識別する識別手
段と、識別手段で特定形状の物体を識別したときに当該
物体からの反射波の受信レベルに応じて前記増幅部の利
得調整を管理する管理手段とを含むものとしている。
【００１２】本発明の第４の超音波式物体検出装置は、
上記第３の装置に記載の識別手段を、前記所要領域を移
動する物体の進行方向数カ所からの反射波それぞれの受
信の状態に基づいて特定の物体を識別するものとしてい
る。
上記第３の装置に記載の識別手段を、前記所要領域を移
動する物体の進行方向数カ所からの反射波それぞれの受
信の状態に基づいて特定の物体を識別するものとしてい
る。
【００１３】本発明の第５の超音波式物体検出装置は、
上記第３の装置に記載の管理手段を、識別手段で特定形
状の物体を識別したときに当該特定形状の物体の特定位
置からの反射波の受信レベルが基準値以上か未満かに応
じて前記増幅部の利得調整量を決定するものとしてい
る。
上記第３の装置に記載の管理手段を、識別手段で特定形
状の物体を識別したときに当該特定形状の物体の特定位
置からの反射波の受信レベルが基準値以上か未満かに応
じて前記増幅部の利得調整量を決定するものとしてい
る。
【００１４】本発明の第６の超音波式物体検出装置は、
上記第５の装置に記載の識別手段を、前記所要領域を移
動する物体からの反射波の受信タイミングに基づいて特
定形状の物体を識別するものとしている。
上記第５の装置に記載の識別手段を、前記所要領域を移
動する物体からの反射波の受信タイミングに基づいて特
定形状の物体を識別するものとしている。
【００１５】本発明の第７の超音波式物体検出装置は、
上記第６の装置に記載の物体を道路上を通行する車両と
し、前記特定形状の物体を普通自動車としている。
上記第６の装置に記載の物体を道路上を通行する車両と
し、前記特定形状の物体を普通自動車としている。
【００１６】このような本発明の第１〜第７の超音波式
物体検出装置では、要するに、ほぼ平坦な表面を有する
特定の物体からの反射波を利用して受信利得を調整する
ことにより、受信利得調整に利用する反射波の受信レベ
ルが安定になるようにしているから、受信感度を環境変
化などに応じて適正に設定できるようになる。つまり、
本発明の受信利得調整では、従来例のように物体の移動
路の表面状態に影響されることがない。
物体検出装置では、要するに、ほぼ平坦な表面を有する
特定の物体からの反射波を利用して受信利得を調整する
ことにより、受信利得調整に利用する反射波の受信レベ
ルが安定になるようにしているから、受信感度を環境変
化などに応じて適正に設定できるようになる。つまり、
本発明の受信利得調整では、従来例のように物体の移動
路の表面状態に影響されることがない。
【００１７】なお、第４の装置では、物体の外形特徴を
認識して、特定形状の物体を識別するようになってお
り、第６の装置では、物体からの反射波が多重反射波に
なっているか否かを認識して、特定形状の物体を識別す
るようになっている。
認識して、特定形状の物体を識別するようになってお
り、第６の装置では、物体からの反射波が多重反射波に
なっているか否かを認識して、特定形状の物体を識別す
るようになっている。
【００１８】また、第７の装置では、車両検出におい
て、特に普通自動車からの反射波を利用して受信感度を
調整するようにしているから、例えば排水性アスファル
ト道路のような凹凸路面からの反射波を利用する従来例
に比べて、受信感度を適正に調整できるようになり、正
確な車両検出を安定的に行えるようになる。
て、特に普通自動車からの反射波を利用して受信感度を
調整するようにしているから、例えば排水性アスファル
ト道路のような凹凸路面からの反射波を利用する従来例
に比べて、受信感度を適正に調整できるようになり、正
確な車両検出を安定的に行えるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の詳細について、図１ない
し図７に示す実施形態を用いて説明する。
し図７に示す実施形態を用いて説明する。
【００２０】図１ないし図４は本発明の実施形態１にか
かり、図１は、超音波式車両検出装置の構成ブロック
図、図２は、通過車両に対する超音波送信位置を示す模
式図、図３は、図２（ａ）での受信利得調整処理に関す
るタイミングチャートを示す説明図、図４は、図２
（ｂ）での受信利得調整処理に関するタイミングチャー
トを示す説明図である。
かり、図１は、超音波式車両検出装置の構成ブロック
図、図２は、通過車両に対する超音波送信位置を示す模
式図、図３は、図２（ａ）での受信利得調整処理に関す
るタイミングチャートを示す説明図、図４は、図２
（ｂ）での受信利得調整処理に関するタイミングチャー
トを示す説明図である。
【００２１】図例の超音波式車両検出装置は、例えば道
路を通過する車両の有無を検出するのに利用されるもの
で、超音波送受波器１、パルス発生回路２、超音波発生
回路３、駆動回路４、受信増幅回路５、ボリューム６、
可変利得増幅回路７、感知処理回路８、標準利得設定回
路９、受信利得調整部１０ならびに切替スイッチ１１を
含む。なお、受信利得調整部１０は、第１ゲート設定回
路２０、第２ゲート設定回路２１、第１判定回路２２、
第２判定回路２３、第１アンド回路２４、第２アンド回
路２５、車種判定回路２６、利得調整量判定回路２７な
らびに利得制御回路２８を含む。
路を通過する車両の有無を検出するのに利用されるもの
で、超音波送受波器１、パルス発生回路２、超音波発生
回路３、駆動回路４、受信増幅回路５、ボリューム６、
可変利得増幅回路７、感知処理回路８、標準利得設定回
路９、受信利得調整部１０ならびに切替スイッチ１１を
含む。なお、受信利得調整部１０は、第１ゲート設定回
路２０、第２ゲート設定回路２１、第１判定回路２２、
第２判定回路２３、第１アンド回路２４、第２アンド回
路２５、車種判定回路２６、利得調整量判定回路２７な
らびに利得制御回路２８を含む。
【００２２】次に、動作について、図２ないし図４を参
照して説明する。
照して説明する。
【００２３】すなわち、オペレータが切替スイッチ１１
により、利得を固定するモードを選択している場合に
は、標準利得設定回路９により可変利得増幅回路７の利
得を経験的に規定された所要の標準値に設定する。この
場合、切替スイッチ１１が切り替えられるまで、標準値
に固定される。しかし、切替スイッチ１１により利得を
調整するモードを選択している場合には、受信利得調整
部１０により可変利得増幅回路７の利得を、所要の周期
ごとに逐一調整する。
により、利得を固定するモードを選択している場合に
は、標準利得設定回路９により可変利得増幅回路７の利
得を経験的に規定された所要の標準値に設定する。この
場合、切替スイッチ１１が切り替えられるまで、標準値
に固定される。しかし、切替スイッチ１１により利得を
調整するモードを選択している場合には、受信利得調整
部１０により可変利得増幅回路７の利得を、所要の周期
ごとに逐一調整する。
【００２４】ここでは、切替スイッチ１１により可変利
得増幅回路７の利得を調整するモードを選択している場
合について説明する。
得増幅回路７の利得を調整するモードを選択している場
合について説明する。
【００２５】なお、説明を分かりやすくするために、超
音波の反射ポイントを、図２（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、〜の５カ所とし、普通自動車、大型自動車から
の反射ポイントを〜の３カ所とする。
音波の反射ポイントを、図２（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、〜の５カ所とし、普通自動車、大型自動車から
の反射ポイントを〜の３カ所とする。
【００２６】まず、図３（ａ）、図４（ａ）に示すよう
に、パルス発生回路２により周期Ｔ、幅ｔの基準パルス
を発生する。この基準パルスを基に、超音波発生回路３
により時間ｔのみ超音波周波数を発振させ、駆動回路４
により増幅して超音波送受波器１を駆動することによ
り、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、超音波を道
路上の所要領域に送信する。この一方で、前述の基準パ
ルスを基に、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示すように、第
１ゲート設定回路２０により特定車両としての普通自動
車のルーフ検出用のゲートパルスを、また、図３
（ｄ）、図４（ｄ）に示すように、第２ゲート設定回路
２１により特定車両としての普通自動車のボンネット・
トランク検出用のゲートパルスをそれぞれ作成し、ルー
フ検出用のゲートパルスを第１アンド回路２４の一方入
力端子および第２判定回路２３に、また、ボンネット・
トランク検出用のゲートパルスを第２アンド回路２５の
一方入力端子に、それぞれ与える。
に、パルス発生回路２により周期Ｔ、幅ｔの基準パルス
を発生する。この基準パルスを基に、超音波発生回路３
により時間ｔのみ超音波周波数を発振させ、駆動回路４
により増幅して超音波送受波器１を駆動することによ
り、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、超音波を道
路上の所要領域に送信する。この一方で、前述の基準パ
ルスを基に、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示すように、第
１ゲート設定回路２０により特定車両としての普通自動
車のルーフ検出用のゲートパルスを、また、図３
（ｄ）、図４（ｄ）に示すように、第２ゲート設定回路
２１により特定車両としての普通自動車のボンネット・
トランク検出用のゲートパルスをそれぞれ作成し、ルー
フ検出用のゲートパルスを第１アンド回路２４の一方入
力端子および第２判定回路２３に、また、ボンネット・
トランク検出用のゲートパルスを第２アンド回路２５の
一方入力端子に、それぞれ与える。
【００２７】そして、道路や車両からの反射波は、超音
波送受波器１により受信され、受信増幅回路５および可
変利得増幅回路７で増幅された後、感知処理回路８およ
び受信利得調整部１０の第１、第２判定回路２２，２３
にそれぞれ入力される。前述の感知処理回路８では、周
知の方法により車両の通過の有無を認識して認識結果を
出力する。また、受信利得調整部１０では、可変利得増
幅回路７の利得を調整することにより、反射波の受信レ
ベルを適正に調整する。
波送受波器１により受信され、受信増幅回路５および可
変利得増幅回路７で増幅された後、感知処理回路８およ
び受信利得調整部１０の第１、第２判定回路２２，２３
にそれぞれ入力される。前述の感知処理回路８では、周
知の方法により車両の通過の有無を認識して認識結果を
出力する。また、受信利得調整部１０では、可変利得増
幅回路７の利得を調整することにより、反射波の受信レ
ベルを適正に調整する。
【００２８】この受信利得調整部１０の動作を説明す
る。まず、第１判定回路２２では、可変利得増幅回路７
で増幅された反射波が所要のしきい値よりも大きいか否
かを調べ、大きい場合には反射波の受信有りとする信号
を、また、小さい場合には反射波の受信無しとする信号
を、それぞれ第１、第２アンド回路２４，２５の他方入
力端子に入力する。この第１、第２アンド回路２４，２
５からの出力が車種判定回路２６に入力され、この車種
判定回路２６が、前述の反射波が普通自動車からの反射
波なのかあるいは普通自動車以外（大型自動車、路面な
ど）からの反射波なのかを判定する。つまり、車種判定
回路２６は、２つのゲートパルスの期間内に、第１、第
２アンド回路２４，２５の出力が既定の順序で「Ｈ」と
なれば普通自動車と判定するが、それ以外であれば普通
自動車以外と判定し、判定結果を利得調整量判定回路２
７に入力する。ちなみに、普通自動車の場合には、反射
波が図３（ｅ）−〜図３（ｅ）−に示すように順次
変化するので、第１、第２アンド回路２４，２５の出力
の変化を判定することにより普通自動車と判定する。し
かし、大型自動車の場合だと、反射波が図４（ｅ）−
〜図４（ｅ）−に示すように変化するので、第１、第
２アンド回路２４，２５の出力の変化順序が普通自動車
と同じになることはない。
る。まず、第１判定回路２２では、可変利得増幅回路７
で増幅された反射波が所要のしきい値よりも大きいか否
かを調べ、大きい場合には反射波の受信有りとする信号
を、また、小さい場合には反射波の受信無しとする信号
を、それぞれ第１、第２アンド回路２４，２５の他方入
力端子に入力する。この第１、第２アンド回路２４，２
５からの出力が車種判定回路２６に入力され、この車種
判定回路２６が、前述の反射波が普通自動車からの反射
波なのかあるいは普通自動車以外（大型自動車、路面な
ど）からの反射波なのかを判定する。つまり、車種判定
回路２６は、２つのゲートパルスの期間内に、第１、第
２アンド回路２４，２５の出力が既定の順序で「Ｈ」と
なれば普通自動車と判定するが、それ以外であれば普通
自動車以外と判定し、判定結果を利得調整量判定回路２
７に入力する。ちなみに、普通自動車の場合には、反射
波が図３（ｅ）−〜図３（ｅ）−に示すように順次
変化するので、第１、第２アンド回路２４，２５の出力
の変化を判定することにより普通自動車と判定する。し
かし、大型自動車の場合だと、反射波が図４（ｅ）−
〜図４（ｅ）−に示すように変化するので、第１、第
２アンド回路２４，２５の出力の変化順序が普通自動車
と同じになることはない。
【００２９】一方の第２判定回路２３では、図３
（ｃ）、図４（ｃ）に示すルーフ検出用のゲートパルス
の期間内において、反射波を受信している場合に、その
反射波の受信レベルが、所要のしきい値以上かあるいは
未満かを判定し、判定結果を利得調整量判定回路２７に
入力する。
（ｃ）、図４（ｃ）に示すルーフ検出用のゲートパルス
の期間内において、反射波を受信している場合に、その
反射波の受信レベルが、所要のしきい値以上かあるいは
未満かを判定し、判定結果を利得調整量判定回路２７に
入力する。
【００３０】そして、利得調整量判定回路２７では、車
種判定回路２６の判定結果が普通自動車でない場合には
「０」を、車種判定回路２６の判定結果が普通自動車で
ありかつ第２判定回路２３の判定結果がしきい値以上と
判定した場合には受信利得を下げるために「−１」を、
車種判定回路２６の判定結果が普通自動車でありかつ第
２判定回路２３の判定結果がしきい値未満と判定した場
合には受信利得を上げるために「＋１」を利得制御回路
２８に入力する。
種判定回路２６の判定結果が普通自動車でない場合には
「０」を、車種判定回路２６の判定結果が普通自動車で
ありかつ第２判定回路２３の判定結果がしきい値以上と
判定した場合には受信利得を下げるために「−１」を、
車種判定回路２６の判定結果が普通自動車でありかつ第
２判定回路２３の判定結果がしきい値未満と判定した場
合には受信利得を上げるために「＋１」を利得制御回路
２８に入力する。
【００３１】利得制御回路２８は、入力が「０」の場
合、前周期での利得値を保持し、また、入力が「＋１」
の場合、前周期での利得値に「１」を加算し、さらに、
入力が「−１」の場合、前周期での利得値から「１」を
減算し、このように演算した結果の値をＤ／Ａ変換した
電圧値として可変利得増幅回路７に与えることにより、
可変利得増幅回路７の利得を変更する。つまり、電圧値
が高い場合には利得が上がり、電圧値が低い場合には利
得が下がることになり、これによって反射波の受信レベ
ルが適正に保たれることになる。
合、前周期での利得値を保持し、また、入力が「＋１」
の場合、前周期での利得値に「１」を加算し、さらに、
入力が「−１」の場合、前周期での利得値から「１」を
減算し、このように演算した結果の値をＤ／Ａ変換した
電圧値として可変利得増幅回路７に与えることにより、
可変利得増幅回路７の利得を変更する。つまり、電圧値
が高い場合には利得が上がり、電圧値が低い場合には利
得が下がることになり、これによって反射波の受信レベ
ルが適正に保たれることになる。
【００３２】以上説明したように、受信利得調整に関し
て、種々な車両のうち普通自動車のルーフからの反射波
の受信レベルが、所要のしきい値に対して大きいか小さ
いかを調べ、この結果に基づいて反射波の受信レベルを
適正とするように可変利得増幅回路７の利得を調整して
いる。これにより、受信感度を超音波送受波器１の設置
高さや天候変化などに応じて適正とすることができるの
で、超音波送受波器１の設置高さや天候変化、また、砂
地や排水性アスファルト道路などに関係なく、正確な車
両検出を安定的に行うことができるようになる。
て、種々な車両のうち普通自動車のルーフからの反射波
の受信レベルが、所要のしきい値に対して大きいか小さ
いかを調べ、この結果に基づいて反射波の受信レベルを
適正とするように可変利得増幅回路７の利得を調整して
いる。これにより、受信感度を超音波送受波器１の設置
高さや天候変化などに応じて適正とすることができるの
で、超音波送受波器１の設置高さや天候変化、また、砂
地や排水性アスファルト道路などに関係なく、正確な車
両検出を安定的に行うことができるようになる。
【００３３】ここで、普通自動車のルーフを利用した理
由を述べる。つまり、普通自動車のルーフは、どのよう
な車種でもほぼ平坦な面であるから、その面からの反射
波が従来の排水性アスファルト道路からの反射波のよう
に不安定になることがない。また、普通自動車の高さ
は、車種や製造メーカーが違っても、ほぼ一定の寸法に
規制されていて、超音波送受波器１から普通自動車のル
ーフまでの距離はどの車種でもほぼ一定になるから、普
通自動車のルーフからの反射波の受信レベルはどの車種
でもほぼ一定となる。これにより、普通自動車のルーフ
からの反射波の受信レベルが所要のしきい値から外れる
場合は、超音波送受波器１の設置高さや天候変化などが
原因となって発生しているものと考えることができるか
ら、これらを考慮して反射波の受信レベルを調整するこ
とで、受信感度を適正に設定できるようになるのであ
る。
由を述べる。つまり、普通自動車のルーフは、どのよう
な車種でもほぼ平坦な面であるから、その面からの反射
波が従来の排水性アスファルト道路からの反射波のよう
に不安定になることがない。また、普通自動車の高さ
は、車種や製造メーカーが違っても、ほぼ一定の寸法に
規制されていて、超音波送受波器１から普通自動車のル
ーフまでの距離はどの車種でもほぼ一定になるから、普
通自動車のルーフからの反射波の受信レベルはどの車種
でもほぼ一定となる。これにより、普通自動車のルーフ
からの反射波の受信レベルが所要のしきい値から外れる
場合は、超音波送受波器１の設置高さや天候変化などが
原因となって発生しているものと考えることができるか
ら、これらを考慮して反射波の受信レベルを調整するこ
とで、受信感度を適正に設定できるようになるのであ
る。
【００３４】なお、上記実施形態１の各構成要素と請求
項との対応関係を説明する。超音波送受波器１とパルス
発生回路２と超音波発生回路３と駆動回路４とが請求項
の送信部に、超音波送受波器１と受信増幅回路５とが請
求項の受信部に、受信増幅回路５と可変利得増幅回路７
とが請求項の増幅部に、標準利得設定回路９が請求項の
利得固定部に、切替スイッチ１１が請求項の切替部にそ
れぞれ対応する。また、受信利得調整部１０の第１，第
２ゲート設定回路２０，２１と第１，第２判定回路２
２，２３と第１，第２アンド回路２４，２５と車種判定
回路２６とが請求項の識別手段に、また、利得調整量判
定回路２７と利得制御回路２８とが請求項の管理手段
に、それぞれ対応する。
項との対応関係を説明する。超音波送受波器１とパルス
発生回路２と超音波発生回路３と駆動回路４とが請求項
の送信部に、超音波送受波器１と受信増幅回路５とが請
求項の受信部に、受信増幅回路５と可変利得増幅回路７
とが請求項の増幅部に、標準利得設定回路９が請求項の
利得固定部に、切替スイッチ１１が請求項の切替部にそ
れぞれ対応する。また、受信利得調整部１０の第１，第
２ゲート設定回路２０，２１と第１，第２判定回路２
２，２３と第１，第２アンド回路２４，２５と車種判定
回路２６とが請求項の識別手段に、また、利得調整量判
定回路２７と利得制御回路２８とが請求項の管理手段
に、それぞれ対応する。
【００３５】図５ないし図７は本発明の実施形態２にか
かり、図５は、超音波車両検出装置の構成ブロック図、
図６は、通過車両に対する超音波照射位置を示す模式
図、図７は、図６（ａ）〜（ｃ）での受信利得調整処理
に関するタイミングチャートを示す説明図である。
かり、図５は、超音波車両検出装置の構成ブロック図、
図６は、通過車両に対する超音波照射位置を示す模式
図、図７は、図６（ａ）〜（ｃ）での受信利得調整処理
に関するタイミングチャートを示す説明図である。
【００３６】この実施形態２において上記実施形態１と
異なるところは、主として、車種判定の形態である。こ
の実施形態は、普通自動車のルーフの高さがほぼ一定で
あることを利用している。つまり、路面波の位置より一
定時間手前に反射波があれば、普通自動車と判定する。
但し、この方法は以下に述べる不具合が生じる場合があ
る。つまり、そもそも、図６に示すように、普通自動車
よりも大型自動車のほうが高さが高いので、超音波送受
波器１から普通自動車までの距離をＬとすると、超音波
送受波器１から大型自動車までの距離がＬ／２となるこ
とがある。また、大型自動車の場合だと、超音波を多重
反射する。この場合、大型自動車からの反射波のうち２
次反射波が普通自動車のルーフからの反射波と時間的に
一致することがある。これらの知見に基づいて、実施形
態２では、通過する車両の高さおよび２次反射波の有無
を調べることで、車種判定を行うように構成している。
異なるところは、主として、車種判定の形態である。こ
の実施形態は、普通自動車のルーフの高さがほぼ一定で
あることを利用している。つまり、路面波の位置より一
定時間手前に反射波があれば、普通自動車と判定する。
但し、この方法は以下に述べる不具合が生じる場合があ
る。つまり、そもそも、図６に示すように、普通自動車
よりも大型自動車のほうが高さが高いので、超音波送受
波器１から普通自動車までの距離をＬとすると、超音波
送受波器１から大型自動車までの距離がＬ／２となるこ
とがある。また、大型自動車の場合だと、超音波を多重
反射する。この場合、大型自動車からの反射波のうち２
次反射波が普通自動車のルーフからの反射波と時間的に
一致することがある。これらの知見に基づいて、実施形
態２では、通過する車両の高さおよび２次反射波の有無
を調べることで、車種判定を行うように構成している。
【００３７】具体的に、この実施形態２では、車種判定
回路２６および第２アンド回路２５を省略した構成にな
っている。
回路２６および第２アンド回路２５を省略した構成にな
っている。
【００３８】また、動作について説明する。ここでは、
第１，第２ゲート設定回路２０，２１によるゲートパル
スの出力タイミングを車両の高さに応じて設定してい
る。
第１，第２ゲート設定回路２０，２１によるゲートパル
スの出力タイミングを車両の高さに応じて設定してい
る。
【００３９】まず、道路上に車両が存在していない場
合、反射波が図７（ｅ）−に示すように、第１ゲート
設定回路２０からのゲートパルスの期間と第２ゲート設
定回路２１からのゲートパルスの期間との両方に反射波
がないので、利得調整量判定回路２７は、反射波が道路
からのものであると判定し、上記実施形態１と同様に第
２判定回路２３からの出力を無視して利得制御回路２８
に「０」を入力し、前周期での利得値を保持させる。
合、反射波が図７（ｅ）−に示すように、第１ゲート
設定回路２０からのゲートパルスの期間と第２ゲート設
定回路２１からのゲートパルスの期間との両方に反射波
がないので、利得調整量判定回路２７は、反射波が道路
からのものであると判定し、上記実施形態１と同様に第
２判定回路２３からの出力を無視して利得制御回路２８
に「０」を入力し、前周期での利得値を保持させる。
【００４０】また、普通自動車の場合、反射波が図７
（ｅ）−に示すように、第２ゲート設定回路２１から
のゲートパルスの期間に反射波がなく、第１ゲート設定
回路２０からのゲートパルスの期間に反射波があるの
で、利得調整量判定回路２７は、反射波が普通自動車か
らのものであると判定し、上記実施形態１と同様に第２
判定回路２３からの出力に基づいて受信レベルの調整量
を決定し、利得制御回路２８に出力する。
（ｅ）−に示すように、第２ゲート設定回路２１から
のゲートパルスの期間に反射波がなく、第１ゲート設定
回路２０からのゲートパルスの期間に反射波があるの
で、利得調整量判定回路２７は、反射波が普通自動車か
らのものであると判定し、上記実施形態１と同様に第２
判定回路２３からの出力に基づいて受信レベルの調整量
を決定し、利得制御回路２８に出力する。
【００４１】一方、大型自動車の場合、反射波が図７
（ｅ）−に示すように、第１ゲート設定回路２０から
のゲートパルスの期間と第２ゲート設定回路２１からの
ゲートパルスの期間との両方に反射波があるので、利得
調整量判定回路２７は、反射波が大型自動車からのもの
であると判定し、上記実施形態１と同様に第２判定回路
２３からの出力を無視して利得制御回路２８に「０」を
入力し、前周期での利得値を保持させる。
（ｅ）−に示すように、第１ゲート設定回路２０から
のゲートパルスの期間と第２ゲート設定回路２１からの
ゲートパルスの期間との両方に反射波があるので、利得
調整量判定回路２７は、反射波が大型自動車からのもの
であると判定し、上記実施形態１と同様に第２判定回路
２３からの出力を無視して利得制御回路２８に「０」を
入力し、前周期での利得値を保持させる。
【００４２】このように車両の高さの違いによる反射波
の形態を把握することにより車両を識別するようにすれ
ば、上記実施形態１に比べて構成を簡略化した上で、上
記実施形態１と同様の作用、効果を得ることができる。
の形態を把握することにより車両を識別するようにすれ
ば、上記実施形態１に比べて構成を簡略化した上で、上
記実施形態１と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４３】なお、本発明は上述した実施形態のみに限
定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられ
る。例えば、上記実施形態１，２では、標準利得設定回
路９および切替スイッチ１１を備えた構成としている
が、これらを用いない構成も本発明に含む。
定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられ
る。例えば、上記実施形態１，２では、標準利得設定回
路９および切替スイッチ１１を備えた構成としている
が、これらを用いない構成も本発明に含む。
【００４４】
【発明の効果】請求項１ないし請求項７の発明の超音波
式物体検出装置によれば、ほぼ平坦な表面を有する特定
の物体からの反射波を利用して受信利得を調整すること
により、受信利得調整に利用する反射波の受信レベルが
安定になるようにしているから、受信感度を環境変化な
どに応じて適正に設定できるようになる。つまり、本発
明の受信利得調整では、従来例のように物体の移動路の
表面状態に影響されることがない。
式物体検出装置によれば、ほぼ平坦な表面を有する特定
の物体からの反射波を利用して受信利得を調整すること
により、受信利得調整に利用する反射波の受信レベルが
安定になるようにしているから、受信感度を環境変化な
どに応じて適正に設定できるようになる。つまり、本発
明の受信利得調整では、従来例のように物体の移動路の
表面状態に影響されることがない。
【００４５】特に、請求項４の発明では、物体の外形特
徴を認識して、特定形状の物体を識別するようになって
おり、請求項６の発明では、物体からの反射波が多重反
射波になっているか否かを認識して、特定形状の物体を
識別するようになっている。また、請求項７の発明で
は、車両検出において、特に普通自動車からの反射波を
利用して受信感度を調整するようにしているから、例え
ば排水性アスファルト道路のような凹凸路面からの反射
波を利用する従来例に比べて、受信感度を適正に調整で
きるようになり、正確な車両検出を安定的に行えるよう
になる。したがって、この場合には、道路上の様子例え
ば交通渋滞状況などを正確に把握できるようになる。
徴を認識して、特定形状の物体を識別するようになって
おり、請求項６の発明では、物体からの反射波が多重反
射波になっているか否かを認識して、特定形状の物体を
識別するようになっている。また、請求項７の発明で
は、車両検出において、特に普通自動車からの反射波を
利用して受信感度を調整するようにしているから、例え
ば排水性アスファルト道路のような凹凸路面からの反射
波を利用する従来例に比べて、受信感度を適正に調整で
きるようになり、正確な車両検出を安定的に行えるよう
になる。したがって、この場合には、道路上の様子例え
ば交通渋滞状況などを正確に把握できるようになる。
【図１】本発明の実施形態１に係る超音波車両検出装置
の構成ブロック図
の構成ブロック図
【図２】実施形態１での通過車両に対する超音波送信位
置を示す模式図
置を示す模式図
【図３】図２（ａ）での受信利得調整処理に関するタイ
ミングチャートを示す説明図
ミングチャートを示す説明図
【図４】図２（ｂ）での受信利得調整処理に関するタイ
ミングチャートを示す説明図
ミングチャートを示す説明図
【図５】本発明の実施形態２に係る超音波車両検出装置
の構成ブロック図
の構成ブロック図
【図６】実施形態２での通過車両に対する超音波送信位
置を示す模式図
置を示す模式図
【図７】図６（ａ）〜（ｃ）での受信利得調整処理に関
するタイミングチャートを示す説明図
するタイミングチャートを示す説明図
１ 超音波送受波器
２ パルス発生回路
３ 超音波発生回路
４ 超音波送受波器の駆動回路
５ 受信増幅回路
６ ボリューム
７ 可変利得増幅回路
８ 感知処理回路
９ 標準利得設定回路
１０ 受信利得調整部
２０ 受信利得調整部の第１ゲート設定回路
２１ 受信利得調整部の第２ゲート設定回路
２２ 受信利得調整部の第１判定回路
２３ 受信利得調整部の第２判定回路
２４ 受信利得調整部の第１アンド回路
２５ 受信利得調整部の第２アンド回路
２６ 受信利得調整部の車種判定回路
２７ 受信利得調整部の利得調整量判定回路
２８ 受信利得調整部の利得制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−331738（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−187674（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−2066（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−48849（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−11156（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−157084（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 7/52 - 7/64
G01S 15/00 - 15/96
G08G 1/04
G08G 1/015
Claims (7)
- 【請求項１】 所要領域へ超音波を送信する送信部と、 前記所要領域を移動する物体からの反射波を受信する受
信部と、 受信した反射波を増幅する増幅部と、 前記所要領域を移動する物体のうち特定形状の物体から
の反射波に基づいて前記増幅部の利得を調整する利得調
整部とを備えている、ことを特徴とする超音波式物体検
出装置。 - 【請求項２】 所要領域へ超音波を送信する送信部と、 前記所要領域を移動する物体からの反射波を受信する受
信部と、 受信した反射波を増幅する増幅部と、 前記増幅部の利得を所要値に固定する利得固定部と、 前記所要領域を移動する物体のうち特定形状の物体から
の反射波に基づいて前記増幅部の利得を調整する利得調
整部と、 利得固定部により利得を固定する処理と利得調整部によ
り利得を調整する処理とを選択的に行わせる切替部とを
備えている、ことを特徴とする超音波式物体検出装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の利得調整部
は、 前記受信した反射波が前記所要領域を移動する物体のう
ち特定形状の物体からのものであるか否かを識別する識
別手段と、 識別手段で特定形状の物体を識別したときに当該物体か
らの反射波の受信レベルに応じて前記増幅部の利得調整
を管理する管理手段とを含む、ことを特徴とする超音波
式物体検出装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の識別手段は、前記所要
領域を移動する物体の進行方向数カ所からの反射波それ
ぞれの受信の状態に基づいて特定の物体を識別するもの
である、ことを特徴とする超音波式物体検出装置。 - 【請求項５】 請求項３に記載の管理手段は、識別手段
で特定形状の物体を識別したときに当該特定形状の物体
の特定位置からの反射波の受信レベルが基準値以上か未
満かに応じて前記増幅部の利得調整量を決定するもので
ある、ことを特徴とする超音波式物体検出装置。 - 【請求項６】 請求項３に記載の識別手段は、前記所要
領域を移動する物体からの反射波の受信タイミングに基
づいて特定形状の物体を識別するものである、ことを特
徴とする超音波式物体検出装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の前
記物体は、道路上を通行する車両とされ、前記特定形状
の物体は普通自動車とされる、ことを特徴とする超音波
式物体検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20768197A JP3463523B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 超音波式物体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20768197A JP3463523B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 超音波式物体検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1152047A JPH1152047A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3463523B2 true JP3463523B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=16543821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20768197A Expired - Fee Related JP3463523B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 超音波式物体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463523B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4718131B2 (ja) * | 2004-05-27 | 2011-07-06 | 株式会社日立製作所 | 個人情報管理システム |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP20768197A patent/JP3463523B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1152047A (ja) | 1999-02-26 |
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