JP3646493B2 - 超音波センサ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波パルス波が検知対象物から反射して戻ってくることを利用して検知対象物を検出する、超音波センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波パルス波が検知対象物から反射して戻ってくることを利用して、検知対象物までの距離と方向とを検出する超音波センサ装置は、従来から知られている。このような従来の超音波センサ装置を図５〜図９を用いて説明する。図５は超音波センサ装置を示すブロック図、図６は超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路とを示す回路図、図７は超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路との動作を示す説明図、図８は検知領域にただ一つの検知対象物が存在する場合の超音波センサ装置の信号処理の概要を示す説明図、図９は二つの検知対象物が超音波センサ装置の位置から略等距離の位置にあるものの、方向を異にする場合の超音波センサ装置の信号処理の概要を示す説明図である。図１０は超音波センサ装置と検知対象物との位置関係を示す平面図であり、図１０（ａ）は検知領域にただ一つの検知対象物が存在する場合を示し、図１０（ｂ）は二つの検知対象物が超音波センサ装置から略等距離の位置にあるものの、方向を異にする場合を示している。
【０００３】
図５に示すように、従来の超音波センサ装置１は、送波部２と、受波部３と、信号処理部４と、制御部５と、表示出力部６とを備える。送波部２は、所定周波数の超音波パルス波を、検知領域へ間欠的に放射するものである。送波部２は、周期発振回路２０と、送波ゲート回路２１と、駆動回路２２と、送波振動子２３とを備える。周期発振回路２０は、超音波パルス波を放射するタイミングを設定するための、同期パルスを生成して出力する。送波ゲート回路２１は、超音波パルス波のパルス幅を設定する。駆動回路２２は、送波ゲート回路２１の出力する超音波パルス波を、送波振動子２３を駆動できるレベルに電力増幅して、送波振動子２３へ出力する。送波振動子２３は、駆動回路２２の出力に基づいて振動して、検知領域へ所定周波数（通常は４０ＫＨｚ程度）で所定時間幅の超音波パルス波を放射する。
【０００４】
受波部３は、第１の受波器に相当する受波器３０ａと、第２の受波器に相当する受波器３０ｂとを備える。受波器３０ａと受波器３０ｂとは全く同様に構成されており、受波振動子３１ａは受波振動子３１ｂに、増幅器３２ａは増幅器３２ｂに、検波回路３３ａは検波回路３３ｂに、波形成形回路３４ａは波形成形回路３４ｂにそれぞれ対応する。なお、受波振動子３１ａと受波振動子３１ｂとは、予め設定された間隔ｄを隔てて配設される。
【０００５】
受波振動子３１ａは、検知対象物Ｍ₁ から反射して戻ってくる超音波パルス波を受波するとともに、この受波する超音波パルス波の音圧変化を電圧変化に逐次変換して、増幅器３２ａへ出力する。増幅器３２ａは、受波振動子３１ａの出力する超音波周波数の電圧信号を増幅して、図７（ａ）に示すような出力電圧Ｖ_a を検波回路３３ａへ出力する。
【０００６】
検波回路３３ａは、受波振動子３１ａの受波する音圧レベルに比例した電圧信号を得るために、増幅器３２ａの出力する超音波周波数の電圧信号Ｖ_a の山の部分を繋ぐ包絡線を得るように構成され、例えば図６に示す検波回路３３ａとして構成されて、図７（ｂ）に示すような出力電圧Ｖ_a1を波形成形回路３４ａへ出力する。波形成形回路３４ａは、予め定められた閾値としての基準電圧Ｖ_thと検波回路３３ａからの出力電圧Ｖ_a1とを比較して、Ｖ_a1＞Ｖ_thである期間はHighを出力するように構成され、例えば図６に示す波形成形回路３４ａとして構成されて、図７（ｃ）に示すような出力電圧Ｖ_a2を信号処理部４へ出力する。
【０００７】
受波振動子３１ｂは、検知対象物Ｍ₁ から反射して戻ってくる超音波パルス波を受波するとともに、この受波する超音波パルス波の音圧変化を電圧変化に逐次変換して、増幅器３２ｂへ出力する。増幅器３２ｂは、受波振動子３１ｂの出力する超音波周波数の電圧信号を増幅して、図７（ａ）に示すような出力電圧Ｖ_b を検波回路３３ｂへ出力する。
【０００８】
検波回路３３ｂは、受波振動子３１ｂの受波する音圧レベルに比例した電圧信号を得るために、増幅器３２ｂの出力する超音波周波数の電圧信号Ｖ_b の山の部分を繋ぐ包絡線を得るように構成され、例えば図６に示す検波回路３３ｂとして構成されて、図７（ｂ）に示すような出力電圧Ｖ_b1を波形成形回路３４ｂへ出力する。波形成形回路３４ｂは、予め定められた閾値としての基準電圧Ｖ_thと検波回路３３ｂからの出力電圧Ｖ_b1とを比較して、Ｖ_b1＞Ｖ_thである期間はHighを出力するように構成され、例えば図６に示す波形成形回路３４ｂとして構成されて、図７（ｃ）に示すような出力電圧Ｖ_b2を信号処理部４へ出力する。
【０００９】
ところで、受波振動子３１ａと受波振動子３１ｂとは予め設定された間隔ｄを隔てて配設されているので、図１０（ａ）に示すように検知対象物Ｍ₁ が超音波センサ装置１から方位角θ₁ の方向で距離Ｌ₁ の位置に１個あれば、図８に示すように、送波振動子２３から時刻ｔ₀ に送波された超音波パルス波の検知対象物Ｍ₁ からの反射波Ｒ_m1は、先ず時刻ｔ_a1に受波振動子３１ａに受波され、その後、時刻ｔ_b1に受波振動子３１ｂに受波される。
【００１０】
ここで、時刻ｔ₀ と時刻ｔ_a1との時間差をＴ_a 、時刻ｔ₀ と時刻ｔ_b1との時間差をＴ_b 、時刻ｔ_a1と時刻ｔ_b1との時間差をＴ₁ 、音速をＶ_S 、Ｔ＝（Ｔ_a ＋Ｔ_b ）／２とすると、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離Ｌ₁ はＬ₁ ＝Ｖ_S ・Ｔ／２として与えられ、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ への方位角θ₁ はθ₁ ＝ sin^-1（Ｔ₁ ・Ｖ_S ／ｄ）として与えられる。
【００１１】
信号処理部４は、制御部５の指示の下で動作する距離検出回路４０と方位角検出回路４１とを備える。そこで、距離検出回路４０は、前述の、時刻ｔ₀ と時刻ｔ_a1との時間差Ｔ_a と、時刻ｔ₀ と時刻ｔ_b1との時間差Ｔ_b とを計測し、時間差Ｔ_a と時間差Ｔ_b との平均値Ｔを求め、この平均値Ｔと音速Ｖ_S とから、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離Ｌ₁ をＬ₁ ＝Ｖ_S ・Ｔ／２として演算する。方位角検出回路４１は、時刻ｔ_a1と時刻ｔ_b1との時間差Ｔ₁ を計測し、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ への方位角θ₁ を、θ₁ ＝ sin^-1（Ｔ₁ ・Ｖ_S ／ｄ）として演算する。
【００１２】
制御部５は、マイコンを含んで構成されており、超音波センサ装置１全体の制御を司っている。表示出力部６は、制御部５の指示に基づいて、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離Ｌ₁ と方位角θ₁ とを表示する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような超音波センサ装置にあっては、図１０（ｂ）に示すように２個の検知対象物Ｍ_1,Ｍ₂ が超音波センサ装置１の検知領域内にあり、検知対象物Ｍ₁ は超音波センサ装置から方位角θ₁ の方向で距離Ｌ₁ の位置にあり、検知対象物Ｍ₂ は超音波センサ装置から方位角θ₂ の方向で距離Ｌ₂ の位置にあり、距離Ｌ₁ と距離Ｌ₂ とが僅かに異なるだけである場合、図９に示すように、送波振動子２３から時刻ｔ₀ に送波された超音波パルス波の検知対象物Ｍ₁ からの反射波Ｒ_m1は、先ず時刻ｔ_a1に受波振動子３１ａに受波され、その後、時刻ｔ_b1に受波振動子３１ｂに受波される。しかし、距離Ｌ₁ と距離Ｌ₂ とは僅かに異なるだけなので、反射波Ｒ_m1が充分に減衰しないうちに、検知対象物Ｍ₂ からの反射波Ｒ_m2が引き続いて受波振動子３１ａ，３１ｂに受波される。
【００１４】
そこで、波形成形回路３４ａ，３４ｂからの出力波形は、それぞれ図９（ｃ）と図９（ｅ）とに示すように一続きのパルスになり、検知領域内に２個の検知対象物Ｍ_1,Ｍ₂ が存在するにもかかわらず、超音波センサ装置１は、検知対象物Ｍ₁ までの距離Ｌ₁ と方位角θ₁ とを検出するのみで、検知対象物Ｍ₂ の存在を見逃してしまう場合があるという問題点があった。
【００１５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、複数の検知対象物が存在し、それぞれの検知対象物の超音波センサ装置からの距離は僅かに異なるだけであるものの、それぞれの検知対象物への方位角は充分に異なる場合、どちらの検知対象物をも見逃すこと無く、複数の検知対象物の存在を正しく検出できる、優れた超音波センサ装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決するため、請求項１記載の発明にあっては、送波器から超音波パルス波を間欠的に検知領域空間に送波して、該超音波パルス波が検知対象物から反射して戻ってくる反射波を、相互の距離が既知である第１の受波器と第２の受波器とによって受波し、送波した超音波パルス波に対して受波される反射波の時間遅れに基づいて検知対象物までの距離を演算するとともに、第１の受波器によって受波される反射波と第２の受波器によって受波される反射波との時間遅れに基づいて方向を演算するようにした超音波センサ装置において、第１の受波器で受波される反射波の瞬時音圧が所定閾値を超える時刻を、第１の一連の時刻として順次記憶する第１の記憶手段と、第２の受波器で受波される反射波の瞬時音圧が所定閾値を超える時刻を、第２の一連の時刻として順次記憶する第２の記憶手段と、前記第１の一連の時刻と前記第２の一連の時刻との時間差を時系列的にそれぞれ求めて記憶する時系列時間差記憶手段と、該時系列時間差記憶手段に時系列的に記憶した一連の時間差に、予め定めた所定値以上にシフトした時点が有るか否かを判断するシフト判断部と、該シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が有ると判断した場合、所定値以上にシフトした該シフト値に基づいて、新たな検知対象物の方向を演算する再演算手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明にあっては、前記シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が有ると判断した場合、所定値以上にシフトした時刻に基づいて、新たな検知対象物までの距離を演算する機能を、前記再演算手段に付加したことを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明にあっては、前記シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が無いと判断した場合、時系列時間差記憶手段に記憶されている全時間差の平均値をもって検知対象物の方向を演算するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明にあっては、前記シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が有ると判断した場合、前記時系列時間差記憶手段に記憶されている時間差の中の前記時点より前の時間差の平均値と、前記時系列時間差記憶手段に記憶されている時間差の中の前記時点以後の時間差の平均値とをもって、それぞれの検知対象物の方向を演算するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る超音波センサ装置を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図１は超音波センサ装置を示すブロック図、図２は超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路とを示す回路図、図３は超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路との動作を示す説明図、図４は第１の一連の時刻と第２の一連の時刻とを説明するタイミングチャートである。なお、図１および図２において、従来の技術で説明した超音波センサ装置と同等の箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、超音波センサ装置１は、送波部２と、受波部３と、信号処理部４と、制御部５と、表示出力部６とを備える。この図１に示す超音波センサ装置１が、従来の超音波センサ装置と異なり特徴となるは次の構成である。
【００２２】
すなわち、第１の特徴になる構成は、受波部３において、第１の受波器に相当する受波器３０ａの検波回路３３ａと、第２の受波器に相当する受波器３０ｂの検波回路３３ｂとから、平滑用のコンデンサＣ₀ を取り除いて、図２に示すように検波用のダイオードＤのカソードに抵抗Ｒ₀ のみを接続する構成と成し、増幅器３２ａ（３２ｂ）からの図３（ａ）に示すような出力電圧Ｖ_a （Ｖ_b ）を図３（ｂ）に示すような半波整流されたような出力電圧Ｖ_a1（Ｖ_b1）に変換し、この出力電圧Ｖ_a1（Ｖ_b1）を波形成形回路３４ａ（３４ｂ）へ出力し、波形成形回路３４ａ（３４ｂ）では、予め定められた閾値としての基準電圧Ｖ_thと検波回路３３ａ（３３ｂ）からの出力電圧Ｖ_a1（Ｖ_b1）とを比較して、Ｖ_a1＞Ｖ_thあるいはＶ_b1＞Ｖ_thである期間はHighを出力するようにし、図３（ｃ）に示すような出力電圧Ｖ_a2（Ｖ_b2）を信号処理部４へ出力するようにして、Ｖ_a1＞Ｖ_thあるいはＶ_b1＞Ｖ_thに成った瞬間の時刻ｔ_1,ｔ_2,ｔ_3,…を信号処理部４にて把握できるようにした構成である。
【００２３】
また、第２の特徴になる構成は、信号処理部４に、距離検出回路４０と方位角検出回路４１との他に、第１の記憶手段に相当する記憶部４２と、第２の記憶手段に相当する記憶部４３と、時系列時間差記憶手段に相当する記憶部４４と、シフト判断部４５と、再演算手段に相当する再演算指示部４６とを設けた構成である。
【００２４】
記憶部４２は、受波器３０ａで受波される反射波の瞬時音圧が所定閾値に相当する基準電圧Ｖ_thを超える一連の時刻、すなわち図４（ｆ）における時刻ｔ_a1, ｔ_a2, …ｔ_anを記憶する。記憶部４３は、受波器３０ｂで受波される反射波の瞬時音圧が所定閾値に相当する基準電圧Ｖ_thを超える一連の時刻、すなわち図４（ｆ）における時刻ｔ_b1, ｔ_b2, …ｔ_bnを記憶する。そして、記憶部４４は、時間差Ｔ_1,Ｔ_2,…Ｔ_n を記憶する。なお、時間差Ｔ₁ はＴ₁ ＝ｔ_a1−ｔ_b1として、時間差Ｔ₂ はＴ₂ ＝ｔ_a2−ｔ_b2として、……、時間差Ｔ_n はＴ_n ＝ｔ_an−ｔ_bnとしてそれぞれ与えられる時間である。
【００２５】
シフト判断部４５は、予め設定された所定値Ｔ₀ として例えばＴ₀ ＝5.0 μsec を記憶しており、例えば時間差Ｔ_1,Ｔ_2,…Ｔ₆ がそれぞれＴ₁ ＝10.0μsec 、Ｔ₂ ＝10.1μsec 、Ｔ₃ ＝10.0μsec 、Ｔ₄ ＝-8.0μsec 、Ｔ₅ ＝-8.2μsec 、Ｔ₆ ＝-8.1μsec であったとすれば、時間差Ｔ₃ から時間差Ｔ₄ にかけてのシフト値Ｔ₃₄はＴ₃₄＝｜Ｔ₃ −Ｔ₄ ｜＝18.0μsec として与えられ、Ｔ₃₄＞Ｔ₀ であるので、超音波センサ装置１に受波される反射波は、時刻ｔ_a3と時刻ｔ_a4との中間時点で、検知対象物Ｍ₁ からの反射波Ｒ_m1から検知対象物Ｍ₂ からの反射波Ｒ_m2へと入れ代わったのであって、二つ目の検知対象物Ｍ₂ が存在すると判断する。
【００２６】
再演算指示部４６は、シフト判断部４５が二つ目の検知対象物Ｍ₂ の存在を判断すると、二つ目の検知対象物Ｍ₂ が存在すると判断したときのシフト値Ｔ₃₄を求めたときに用いた時間差Ｔ₄ すなわち-8.0μsec を、方位角検出回路４１に出力する。すると、方位角検出回路４１は、二つ目の検知対象物Ｍ₂ の方位角θ₂ を、時間差Ｔ₄ を用いて、θ₂ ＝ sin^-1（Ｔ₄ ・Ｖ_S ／ｄ）として演算する。
【００２７】
制御部５は、マイコンを含んで構成されており、超音波センサ装置１全体の制御を司っており、距離検出回路４０が、時刻ｔ₀ と時刻ｔ_a1との時間差Ｔ_a と、時刻ｔ₀ と時刻ｔ_b1との時間差Ｔ_b とに基づき、時間差Ｔ_a と時間差Ｔ_b との平均値Ｔを求め、この平均値Ｔと音速Ｖ_S とから、Ｌ₁ ＝Ｖ_S ・Ｔ／２として演算した超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離Ｌ₁ と、方位角検出回路４１が、時刻ｔ_a1と時刻ｔ_b1との時間差Ｔ₁ に基づき、θ₁ ＝ sin^-1（Ｔ₁ ・Ｖ_S ／ｄ）として演算した超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ への方位角θ₁ と、方位角検出回路４１が、時間差Ｔ₄ を用いて、θ₂ ＝ sin^-1（Ｔ₄ ・Ｖ_S ／ｄ）として演算した超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₂ への方位角θ₂ とを、表示出力部６に表示する。
【００２８】
従って、上述のような、図１に示す超音波センサ装置１にあっては、検知領域に複数の検知対象物が存在し、それぞれの検知対象物の超音波センサ装置１からの距離が僅かに異なるだけであったにしても、それぞれの検知対象物の方位角が充分に異なるのであれば、それぞれの検知対象物を見逃すこと無く、複数の検知対象物の存在を正しく検出できることになる。
【００２９】
なお、シフト判断部４５が、自分自身で記憶している予め設定された所定値Ｔ₀ （例えばＴ₀ ＝5.0 μsec ）と記憶部４４に記憶される時間差Ｔ_1,Ｔ_2,…Ｔ_n とに基づき、例えば超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離と略等しい距離に他の検知対象物Ｍ₂ は存在しないと確定した場合であれば、記憶部４４に記憶される全ての時間差Ｔ_1,Ｔ_2,…Ｔ_n の平均値τ_1,n すなわちτ_1,n ＝ΣＴ_n ／ｎを方位角検出回路４１に与えることによって、最初の時間差Ｔ₁ のみを用いて方位角θ₁ を演算する場合よりも遥かに確度の高い方位角θ₁ を得るようにしても良い。
【００３０】
また、シフト判断部４５が、自分自身で記憶している予め設定された所定値Ｔ₀ （例えばＴ₀ ＝5.0 μsec ）と記憶部４４に記憶される時間差Ｔ_1,Ｔ_2,…Ｔ_n とに基づき、例えば超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離と略等しい距離に他の検知対象物Ｍ₂ を存在すると確定した場合であれば、シフト判断部４５が予め設定された所定値Ｔ₀ （例えばＴ₀ ＝5.0 μsec ）を超えてシフトしたと判断した箇所が時間差Ｔ_i から時間差Ｔ_i+1 にかけてのシフト値Ｔ_i,i+1 であったとすると、記憶部４４に記憶されるｉ個の時間差Ｔ_1,Ｔ_2,…Ｔ_i の平均値τ_1,i すなわちτ_1,i ＝ΣＴ_i ／ｉと、記憶部４４に記憶されるｎ−ｉ個の時間差Ｔ_i+1,Ｔ_i+2,…Ｔ_n の平均値τ_i+1,n すなわちτ_i+1,n ＝ΣＴ_i ／（ｎ−ｉ）とを方位角検出回路４１に与えることによって、時間差Ｔ₁ と時間差Ｔ_i+1 とのみを用いて方位角θ₁ と方位角θ₂ とを演算する場合よりも、遥かに確度の高い方位角θ₁ と方位角θ₂ とを得るようにしても良い。
【００３１】
また、シフト判断部４５が、予め設定された所定値Ｔ₀ （例えばＴ₀ ＝5.0 μsec ）と記憶部４４に記憶される時間差Ｔ_1,Ｔ_2,…Ｔ_n とに基づき、例えば、時間差Ｔ₃ から時間差Ｔ₄ にかけてのシフト値Ｔ₃₄がＴ₃₄＞Ｔ₀ であることをもって、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離と略等しい距離に他の検知対象物Ｍ₂ が存在すると判断したのであるならば、超音波センサ装置１に受波される反射波が時刻ｔ_a3と時刻ｔ_a4との中間時点で検知対象物Ｍ₁ からの反射波Ｒ_m1から検知対象物Ｍ₂ からの反射波Ｒ_m2へと入れ代わったのであるから、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₁ までの距離Ｌ₁ よりも検知対象物Ｍ₂ までの距離Ｌ₂ の方が僅かではあるものの長いのであって、送波振動子２３から超音波パルス波を送波した時刻ｔ₀ と前述の中間時点の時刻に基づいて、超音波センサ装置１から検知対象物Ｍ₂ までの距離Ｌ₂ を正確に演算するようにして、検知対象物Ｍ₁ までの距離Ｌ₁ と方位角θ₁ と、検知対象物Ｍ₂ までの距離Ｌ₂ と方位角θ₂ とを表示出力部６にそれぞれ表示するようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数の検知対象物が存在し、それぞれの検知対象物の超音波センサ装置からの距離は僅かに異なるだけであっても、それぞれの検知対象物の方位角が充分に異なるのであれば、それぞれの検知対象物を見逃すこと無く、複数の検知対象物までの距離とそれぞれの方向とを正しく検出できる、優れた超音波センサ装置を提供できるという効果を奏する。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて更に、先に検出した検知対象物までの距離をもって後から検出した検知対象物までの距離をなおざりにするのではなく、後から検出した検知対象物までの距離を正確に得ることのできる、優れた超音波センサ装置を提供できるという効果を奏する。
【００３４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加えて更に、検知領域に検知対象物が１個存在する場合に、高確度の方向を得ることのできる、優れた超音波センサ装置を提供できるという効果を奏する。
【００３５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加えて更に、検知領域に検知対象物が複数存在する場合に、それぞれの高確度の方向を得ることのできる、優れた超音波センサ装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態の超音波センサ装置を示すブロック図である。
【図２】上記超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路とを示す回路図である。
【図３】上記超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路との動作を示す説明図である。
【図４】上記超音波センサ装置の第１の一連の時刻と第２の一連の時刻とを説明するタイミングチャートである。
【図５】従来の超音波センサ装置を示すブロック図である。
【図６】上記超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路とを示す回路図である。
【図７】上記超音波センサ装置の検波回路と波形成形回路との動作を示す説明図である。
【図８】検知領域にただ一つの検知対象物が存在する場合の超音波センサ装置の信号処理の概要を示す説明図である。
【図９】二つの検知対象物が超音波センサ装置の位置から略等距離の位置にあるものの、方向を異にする場合の超音波センサ装置の信号処理の概要を示す説明図である。
【図１０】超音波センサ装置と検知対象物との位置関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 超音波センサ装置
２ 送波器
３ａ 第１の受波器
３ｂ 第２の受波器
４２ 第１の記憶手段
４３ 第２の記憶手段
４４ 時系列時間差記憶手段
４５ シフト判断部
４６ 再演算手段
ｄ 相互の距離
Ｍ₁ 検知対象物
Ｍ₂ 検知対象物
Ｒ_m1 反射波
Ｒ_m2 反射波
Ｖ_th 所定閾値

Claims (4)

1. 送波器から超音波パルス波を間欠的に検知領域空間に送波して、該超音波パルス波が検知対象物から反射して戻ってくる反射波を、相互の距離が既知である第１の受波器と第２の受波器とによって受波し、送波した超音波パルス波に対して受波される反射波の時間遅れに基づいて検知対象物までの距離を演算するとともに、第１の受波器によって受波される反射波と第２の受波器によって受波される反射波との時間遅れに基づいて方向を演算するようにした超音波センサ装置において、
   第１の受波器で受波される反射波の瞬時音圧が所定閾値を超える時刻を、第１の一連の時刻として順次記憶する第１の記憶手段と、
   第２の受波器で受波される反射波の瞬時音圧が所定閾値を超える時刻を、第２の一連の時刻として順次記憶する第２の記憶手段と、
   前記第１の一連の時刻と前記第２の一連の時刻との時間差を時系列的にそれぞれ求めて記憶する時系列時間差記憶手段と、
   該時系列時間差記憶手段に時系列的に記憶した一連の時間差に、予め定めた所定値以上にシフトした時点が有るか否かを判断するシフト判断部と、
   該シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が有ると判断した場合、所定値以上にシフトした該シフト値に基づいて、新たな検知対象物の方向を演算する再演算手段と、
   を設けたことを特徴とする超音波センサ装置。
2. 前記シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が有ると判断した場合、所定値以上にシフトした時刻に基づいて、新たな検知対象物までの距離を演算する機能を、前記再演算手段に付加したことを特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
3. 前記シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が無いと判断した場合、時系列時間差記憶手段に記憶されている全時間差の平均値をもって検知対象物の方向を演算するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の超音波センサ装置。
4. 前記シフト判断部が予め定めた所定値以上にシフトした時点が有ると判断した場合、前記時系列時間差記憶手段に記憶されている時間差の中の前記時点より前の時間差の平均値と、前記時系列時間差記憶手段に記憶されている時間差の中の前記時点以後の時間差の平均値とをもって、それぞれの検知対象物の方向を演算するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の超音波センサ装置。

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