JPH02222853A - 超音波レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従】Ｕ１橢 従来、超音波送信器から超音波ビームを送信し、超音波
受信器によって物体からの反射ビームを受信することに
よって物体を検知するようにした超音波レーダ装置を用
いである程度広範囲な領域の監視面内に物体があるか否
かの監視を行なう場合、第７図（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、送信走査または受信走査をラスタ状に行なわせな
がら、波動場に対して点対点のマツピングを行なってそ
の監視面内のデータを収集するようにしている。図中。

Ｔは超音波送信器、Ｒは超音波受信８３，０は物体をそ
れぞれ示している。

しかし、このような超音波レーダ装置では、その超音波
振動子から送信される超音波ビームが円形によるスポッ
ト状のペンシルビームであるため、その超音波ビームを
用いて監視面をラスタ状に走査させるのではデータの収
集に時間がかがるものとなってしまう。

また一方、従来では、所定の領域をもった監視面のレー
ダ監視を行なわせる場合、第８図（ａ）。

（ｂ）に示すように、超音波送信器Ｔまたは超音波受信
器Ｒを２次元状に複数配設し、それらを順次切り換えて
その監視面におけるデータを収集するようにしているが
、このような手段をとるのでは超音波送信器Ｔまたは超
音波受信器Ｒの設置数が多くなって装置が大形化してし
まうという問題がある。

月〕グ 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、所定の領
域をもった監視面を特殊な形状のビームパターンをもっ
た超音波ビームで効率良く走査し。

かつその監視面内の物体を高分解能をもって検知するこ
とができるようにした超音波レーダ装置を提供するもの
である。

−ｖＬ虜 本発明はその目的達成のため、超音波送信器から超音波
ビームを送信し、超音波受信器によって物体からの反射
ビームを受信することによって物体を検知する際、複数
の超音波振動子をアレイ状に配設することによって得ら
れる長方形状のビームパターンによる超音波ビームを走
査することによって所定の領域内における物体の検知を
行なわせるようにして、いる。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

本発明による超音波レーダ＠直にあっては、第１図およ
び第２図に示すように、ｙ軸上に例えば３つの超音波送
信器Ｔ１〜Ｔ３を並設するとともに５　ｘ軸上に超音波
送信器ＴＩ−Ｔ３の列が中央にくるように例えば９つの
超音波受（ｎ器Ｒ１〜Ｒ９を徹設し、制御回路ＣＮＴの
制御下において、各超音波送信器Ｔ１〜Ｔ３による長方
形状の超音波ビームの送信走査を行なわせるとともに、
各超音波受信器Ｒ１〜Ｒ９の受信走査を行なわせるよう
にしている。

各超音波送信器ＴＩ−Ｔ３としては、第３図に示すよう
に、それら各超音波送信器Ｔ１〜Ｔ３における超音波振
動子ｂｌ−ｂ３が長方形状のビームパターンによる超音
波ビームが得られるようにアレイ状に配設されており、
またそれら各超音波振動子ｂｌ−ｂ３に移相器Ｐｓｉ−
ＰＳ３がそれぞれ設けられて、各移相器ＰＳＩ〜ＰＳ３
により送信ビームの位相を適宜変化させることにより送
信ビームの指向性を制御して、長方形状の超音波ビー１
１をＸ方向に走査しながら送信することができるように
なっている。

また各超音波受信器Ｒ１〜Ｒ９としては、超音波受信器
ＴＩ−Ｔ３の場合と同様に、それぞれの超音波振動子が
アレイ状に配設されて、それら各超音波振動子に移相器
がそれぞれ設けられており。

各超音波振動子によるビーム受信の位相制御をなすこと
により超音波ビームの受信走査をなすことができるよう
になっている。

第４図に、このように構成された本発明による超音波レ
ーダ装置における３つの超音波送信器Ｔ１−Ｔ３による
送信ビームの走査領域Ａおよび９つの超音波受信器Ｒ１
〜Ｒ９による受信走査領域Ｂを示している。なお１図中
矢印Ｓｔは送信ビー１１の走査方向を、Ｓ「は受信走査
方向をそれぞれ示している。

送信ビームの走査領域Ａは、ｙ軸方向の長方形状のビー
ムパターンＰｔをｘＩ！ｌ１１１方向に走査させた領域
からなっている。受信走査領域Ｂは、ｘ　Ｉｔ１１方向
の長方形状のビームパターンＰｒをｙｆｉｌ１１方向に
走査させた領域からなっている。

なおここでは、受信走査されるビームパターンＰｒによ
って送信ビームの走査領域Ａにおける走査幅が網羅され
るような関係をもって、超音波送イ１１器Ｔ１〜Ｔ３お
よび超音波受信器Ｒ１〜Ｒ９の各設置数が決定されてい
る。

しかして本発明による超音波レーダ装置では、第５図に
示すように、レーダ監視面（送信ビーム領域Ａ）をＸ軸
方向に９等分の小エリア■〜（かに分割して、左端の小
エリア■から右端の小エリア（シまで各小エリア内に物
体が存在するか否かの検知を順次行なうことができるよ
うになる。

通常、そのレーダ殻視面が、９軸方向のひろがり角度Ｆ
Ｉｌが１５°程度に、Ｘ軸方向のひろがり角度θ２が３
０°程度になるように設定される。

したがって、制御回路ＣＮＴにおいて、例えば物体から
の反射ビームが超音波受信器Ｒ４によって受信されるこ
とによってその物体がレーダ監視面の小エリア■内に存
在することがわかるなど、そのレーダ監視面におけるＸ
軸方向の位置関係をもって物体の検知が行なわれる。

また検知される物体との距離は、制御回路ＣＮＴにおい
て、各超音波送信器Ｔ１〜Ｔ３から超音波ビームが送信
されてから、各超音波受信器Ｒ１〜Ｒ９によって物体か
らの反射ビームが受信されるまでの時間をそれぞれ計測
することによって求められる。

なお、ｙ軸方向が水平になるように超音波送信器ＴＩ−
Ｔ３および超音波受イご！ｌ１ＳＲＩ−Ｒ９を設置して
、垂直方向に受（１走査を行なわせるようにすれば、レ
ーダ監視面内において上下の位置関係をもって物体の検
知を行なわせることができるようになる。

その際、特に、第６図に示すように、階段における各段
のエツジ部分でそれぞれ反射ビームが得られ、それによ
り階段の検知を行なわせることが可能になる。また、坂
道にあっても同様に検知が可能である。

肱来 以上１本発明による超音波レーダ装置にあっては、超音
波送信器から超音波ビームを送イ古し、超音波受信器に
よって物体からの反射ビーｔ１を受信することによって
物体を検知する際、複数の超音波振動子をアレイ状に配
設することによって得られる長方形状のビームパターン
による超音波ビームを走査することによって所定の領域
内における物体の検知を行なわせるようにしたもので、
超音波送信器および超音波受信器の少ない設置数でもっ
て、所定の領域のレーダ監視面を長方形状のビームパタ
ーンをもった超音波ビームで効率良く迅速に走査し、か
つその監視面内の物体を高分解能をもって検知すること
ができるという優れた利点を有している。

し１面の簡単な説明 第１図は本発明による超音波レーダ装置の一実施例を示
すブロック構成図、第２図は同実施例における超音波送
信器と超音波受信器との設置状態を示す図、第３図は複
数の超音波送信器における各超音波振動子および移相器
の設に状態を示す図、第４図は同実施例による送信ビー
ム領域と受信走査領域を示す図、第５図は同実施例によ
るレーダ監視面の各走査エリアを示す図、第６図は階段
の＠知状態を示す図、第７図（ａ）、（ｂ）は従来のペ
ンシルビームによるレーダ監視面のラスク走査状態をそ
れぞれ示す図、第８図（ａ）、（ｂ）は従来の複数の超
音波送信器および超音波受信器を２次元状に配設して物
体の検知を行なわせる状態をそれぞれ示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　超音波送信器から超音波ビームを送信し、超音波
   受信器によって物体からの反射ビームを受信することに
   よって物体を検知するものにおいて、複数の超音波振動
   子をアレイ状に配設することによって得られる長方形状
   のビームパターンによる超音波ビームを走査することに
   よって、所定の領域内における物体の検知を行なわせる
   ようにしたことを特徴とする超音波レーダ装置。
2. ２．　複数の超音波送信器における各超音波振動子をア
   レイ状に配設して長方形状のビームパターンによる超音
   波ビームを得るとともに、その各超音波振動子にそれぞ
   れ移相器を設けて送信ビームの位相を制御することによ
   り、長方形状の超音波ビームを一方向に走査しながら送
   信させるようにするとともに、超音波送信器の並設方向
   と直交するように複数の超音波受信器における各超音波
   振動子をアレイ状に配設するとともに、その各超音波振
   動子にそれぞれ移相器を設けて受信ビームの位相を制御
   することにより、長方形状のビームパターンをもって送
   信走査方向とは直交する方向に受信走査させるようにし
   たことを特徴とする前記第１項の記載による超音波レー
   ダ装置。