JPH02223882A - 超音波式距離測定装置 - Google Patents

超音波式距離測定装置

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JPH02223882A
JPH02223882A JP4462589A JP4462589A JPH02223882A JP H02223882 A JPH02223882 A JP H02223882A JP 4462589 A JP4462589 A JP 4462589A JP 4462589 A JP4462589 A JP 4462589A JP H02223882 A JPH02223882 A JP H02223882A
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Toshiki Yamane
山根 俊樹
Hideo Mori
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パルス列からなる超音波を親器と子器との間
で送受信して距離を測定する超音波式距離測定装置に関
するものである。
〔従来の技術〕
この種の超音波を用いた距離測定装置としては、親器と
子器との間で超音波パルスを送受信して、送受信に要す
る時間から距離を測定する超音波式距離測定装置がある
。この超音波式距離測定装置は光や電波を用いた距離測
定装置に比べて伝送速度が遅いため、比較的容易に距離
を測定できることが知られている。
このような超音波式距離測定装置の一方式を第5図及び
第6図を用いて説明する。第5図の超音波式距離測定装
置は車両A I、 A 2の車間距離を測定するために
用いたもので、両車両A、、A2に超音波センサ1,2
を設けである。なお、以下の説明においては便宜上車両
A1の超音波センサ1を親器とよび、車両A2の超音波
センサ2を子器と呼ぶ。また、親器1及び子器2の間の
送受信はパルス列からなる超音波を用いて行っている。
親器1から送信される第6図(a)に示すパルス列P1
からなる超音波は、空気中を伝播して同図(b)に示す
ように時間1.だけ遅れて受波R1として子器2に受信
される。子器2は受信後に時間L4だけ待って同図(C
)に示すようにパルス列P2からなる超音波を送信し、
同図(d)に示すように時間L2だけ遅れて親器1に受
波R2として受信される。親器1には子器2の送波待ち
時間1dが予め与えられているので、親器lおよび子器
2の間の距離dは、 d=  (t−ti÷2XC または、d・ (L、 +t、 ) +2 ×C(但し
、Cは音速) で求められる(特願昭62−260034号)。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、一般に超音波は距離が離れるに従って受信レ
ベルが低下するので、遠距離まで測定するために、利得
を大きくすると、近距離において受信レベルが高すぎて
超音波信号の多重回反射の影響が現れて、誤動作の原因
となる。逆に、近距離で適切な利得に調整しておくと、
遠距離では受信レベルが小さくなり、測定できないとい
う問題があった。
本発明は、上記の点に迄みてなしたものであって、その
目的とするところは、超音波センサ間の距離にかかわら
ず611実に距離の測定ができる超音波式距離測定装置
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、パルス列からなる超音波を親器より送信し、
前記超音波を子器にて受信して、予め設定した送波待ち
時間だけ経過した後に、前記子器から前記親器にパルス
列からなる超音波を返信し、前記m器からの超音波の送
信時点から、前記子器から返信された超音波を前記親器
が受信するまでに要する時間によって、前記親器と前記
子器との間の距離を測定する超音波式距離測定装置にお
いて、前記親器および子器には、各々自己の受信回路の
利得を制御する利得制御回路を設け、親器側の利得制御
回路では、測定された距離に応じて自己の受信回路の利
得を決定するとともに、前記利得の情報を子器へ送信し
、子器側の利得制御回路では、親器から送信された利得
の情報により、自己の受信回路の利得を制御するように
したことを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明の超音波式距離測定装置では、親器において、測
定された超音波センサ間の距離に応じて、自己の受信回
路の利得を調整する。即ち、距離が長ければ利得制御回
路により受信回路の利得を大きくするようにし、短けれ
ば受信回路の利得を小さ(するように調整する。そして
、この利得の情報を含めてパルス変調された超音波を子
器へ向けて送出する。子器では、前記超音波を受波して
、パルス復調することにより、前記利得情報を得、この
利得情報を用いて、自己の利得制御回路により、親器の
場合と同様に自己の受信回路の利得を調整するのである
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について説明する。
第1図は本発明の超音波式距離測定装置の一実施例を示
すブロック図である。本実施例の超音波式距離測定装置
は、車両A + 、 A zの車間距離を測定するため
に用いたもので、両車側A、、A2に超音波センサ1,
2を設けである。なお、以下の説明においては便宜上車
両A1の超音波センサlを親器とよび、車両Atの超音
波センサ2を子器と呼ぶ。また、親器lおよび子器2の
間の送受信はパルス列からなる超音波を用いて行ってい
る。
親器1において、3aは変調回路で、後述の受信回路8
aから送られて(る超音波センサ1.2間の距離に対応
した利得情報信号により、前記利得の情報を含んだ超音
波の送波パルス列を決定するものである。第3図は送波
パルス列の一例である。2つのパルス列P + I、P
 1□(超音波のトー7バースト波)間の時間間隔を可
変とするものである。例えば子器2に送る利得情報とし
て3種類を設定可能としたい場合、2つのパルス列Pt
+、22間の時間間隔を、同図(a)の時間間隔り、、
同図(b)の時間間隔D!、図(c)の時間間隔り、の
ように選び、これらの時間間隔D+、Dz、D3の各々
に3種類の利得を対応させておけばよい。また、第4図
はパルス列の別の一例で、この場合は一定の時間間隔で
パルス列P 11% P l!、PI3の有無により情
報を送るもので、同図(a)〜(d)により4種類の利
得が設定できる。
4aは送信回路で、変調回路3aで決定したパルス列か
らなる超音波信号を生成する。
5aは送波駆動回路で、送信回路4aで得られた超音波
信号が超音波振動子6aを充分に駆動できるものとなる
ように増幅する回路である。なお、本実施例では超音波
振動子6aおよび超音波振動子6bは送受一体型のもの
を用いているが、送波専用、受渡専用の2つの超音波振
動子を用いても何等さしつかえない。
7aは利得制御回路で、超音波振動子6aで受波された
子器2からの返信信号を受渡信号として、後述の受信回
路8aに送出するとともに、受信回路8aで測定された
距離に応じた制御信号を受信回路8aに送出するもので
ある。即ち、測定された距離が大きいときは、利得が大
きくなるような制御信号を発生させ、距離が小さいとき
は、利得が小さ(なるような制御信号を発生させるので
ある。また、前記測定された距離の信号は、受信回路8
aからフィードバックされたものである。
8aは受信回路で、利得制御回路7からの受波信号を利
得制御信号で示された利得で増幅し、予め設定された送
波待ち時間(送波からの遅れ時間)t4と送波してから
受波するまでの時間り等を用いて、前述(従来の技術の
欄に記載)の計算式により親器1と子器2の間の距離を
求め、表示器(図示せず)等に距離を出力するとともに
、変調回路3aおよび利得制御回路7aに求まった距離
に対応した利得情報を与えるための信号を送出する回路
である。なお、電源投入時は、距離が求まっていないの
で、利得は、例えば最大レベルにしておけばよい。
子器2において、7bは利得制御回路で1.超音波振動
子6bで受波した親器1からの超音波信号を受波した受
渡信号を、後述の受信回路8bへ送るとともに、親器1
から送られてくる距離に対応した超音波の送波パルス列
のパターンから利得情報を後述の復調回路9bで読み取
り、後述の受信回路8bの利得を決定し、利得の制御信
号を受信回路8bに送出する。8bは受信回路で、利得
制御回路7bからの受渡信号を利得情報に従って増幅し
、送信回路4bにトリガ信号を送出するとともに、利得
情報に対応した送波パルス列パターンを復調回路9bに
送出する。なお、電源投入時の利得は、親器1例の受信
回路8aと同様に最大レベルにしてお(。4bは送信回
路で、受信回路8bのトリガ信号を受けてから、予め記
憶された送波待ち時間り、後に、返信信号を、送波駆動
回路5bに送出する。5bは送波駆動回路で、送信回路
4bで得られた返信信号が超音波振動子6bを十分に駆
動できるものとなるように増幅する。9bは復調回路で
、親器lの変調回路3aにより変調された信号を復調し
、測定された距離に応した利得の情報を利得制御回路7
に送出するものである。
次に、上記実施例の動作を説明する。
第2図は、本発明の超音波式距離測定装置の動作説明の
ためのタイミングチャートである。親器1において、送
信回路4aは変調回路3aにより設定されたパルス列パ
ターンから超音波パルス列、例えば、第3図(C)のよ
うなパターンのパルス列pt+、PI2を生成し、送波
駆動回路5aで増幅して超音波振動子6aから送信する
親器1は第2図(a)において、超音波パルス列P、、
  P、□を送信し、時間t、たけ待ってから受渡ゲー
トGを開く。第3図(C)のパルス列パターンの時間D
3は、最初は距離が求まっていないので、とりあえず最
大レベルの利得Vに対応した°もの(即ち、3種類の時
間間隔のうち最も長い時間間隔となっている。)とする
。受信回路8aの利得は、最初は利得制御回路7aによ
り、利得■となるように設定しておく。
子器2は、第2図(b)に示すように親器lから送出さ
れた送波パルス列pH、p+zを超音波バルス列R11
、RI!として受信する。このとき、受信した超音波パ
ルス列R0、R1□は、利得制御回路7b、受信回路8
bを介して、復調回路9bに人力され、復調される。そ
の結果、パルス列pH、P、2間の間隔情報である時間
D’zと対応した利得■の情報を得て、利得制御回路7
bに送出する。利得制御回路7bでは、受信回路8bの
利得をVに設定するための制御信号を受信回路8bに送
る。なお、電源投入時は、復調回路9bからの利得情報
がないので、最大レベルの利得■を設定するための制御
信号が既に受信回路8bに送られているのである。また
、受渡信号を受信回路8bに送出する。受信回路8bで
は、受渡信号を復調回路9bに送るとともに、送信回路
4bにトリガ信号を送出する。送信回路4bでは、受信
回路8bからのトリガ信号が人力してから送波待ち時間
t4後に返信パルス列P II  % P l□°の超
音波信号を送波駆動回路5bに送出し、送波駆動回路5
bで増幅し、超音波振動子6bから粗品lに向けて返信
する。この返信用の超音波パルス列P。
Pl、°は粗品1からの送波パルス列と全(同じもので
よいが、それに限らない。
粗品1は子器2からの返信信号を受けるが、送波パルス
列P0、Plzを送波してから時間り、後に開かれる受
渡ゲートG内にある受渡信号について、以下の動作を行
う。
利得制御回路7aで、受渡ゲートG内にある受波パルス
R11°、RI2°を検出し、受信回路8aで、粗品1
の送波パルスからの時間遅れもより、粗品1と子器2間
の距離を求める。今、ここで求まった距離が小さい値だ
とすると、受信回路8aの利得を小さい値■°と変更す
るために、利得V゛に対応するパルスパターン列を送信
回路4aに送るとともに、この利得■“の情報を利得制
御回路7aに送る。利得制御回路7aでは、利得■゛の
情報に対応して受信回路8aの利得を■゛と設定するた
めの制御信号を受信回路8aに送る。
送信回路4aでは、第3図(a)に示すような、時間間
隔り、のパターンのパルス列P21、P2□を生成し、
送波回路5aで増幅して、超音波振動子6aから送信す
る。
以下、上述の動作を繰り返すのである。
本実施例によれば、粗品1および子器2の各々の受信回
路8a、l)の利得は、粗品1と子器1間の距離により
決定され、距離が近ければ互いの超音波の多重回反射の
影響を受けやすいので、利得を減少させ、多重回反射の
影響を少なくし、逆に、距離が遠ければ利得を増加させ
、遠距離からの微小な超音波パルスを確実に受信できる
ようになる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、パルス列からなる超音
波を粗品より送信し、前記超音波を子器にて受信して、
予め設定した。送波待ち時間だけ経過した後に、前記子
器から前記粗品にパルス列からなる超音波を返信し、前
記粗品からの超音波の送信時点から、前記子器から返信
された超音波を前記粗品が受信するまでに要する時間に
よって、前記粗品と前記子器との間の距離を測定する超
音波式距離測定装置において、前記粗品および子器には
、各々自己の受信回路の利得を制御する利得制御回路を
設け、組品側の利得制御回路では、測定された距離に応
じて自己の受信回路の利得を決定するとともに、前記利
得の情報を子器へ送信し、子器側の利得制御回路では、
粗品から送信された利得の情報により、自己の受信回路
の利得を制御するよ、うにしたので、超音波センサ間の
距離にかかわらず確実に距離の測定ができる超音波式距
離測定装置が堤供できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すプロ・/り図、第2
図は、同上の動作を説明するためのタイムチャート、 第3図、第4図は、同上に係る送波パルスパターン図、 第5図は、従来例を示す模式図、 第6図は、同上の動作を説明するためのタイムチャート
である。 1−親器 2−子器 3a 4a。 5a。 6a。 7a。 8a。 b 変調回路 4b−送信回路 5b−送波駆動回路 6b−一超音波振動子 7b−利得制御回路 8b−受信回路 復調回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)パルス列からなる超音波を親器より送信し、前記
    超音波を子器にて受信して、予め設定した送波待ち時間
    だけ経過した後に、前記子器から前記親器にパルス列か
    らなる超音波を返信し、前記親器からの超音波の送信時
    点から、前記子器から返信された超音波を前記親器が受
    信するまでに要する時間によって、前記親器と前記子器
    との間の距離を測定する超音波式距離測定装置において
    、前記親器および子器には、各々自己の受信回路の利得
    を制御する利得制御回路を設け、親器側の利得制御回路
    では、測定された距離に応じて自己の受信回路の利得を
    決定するとともに、前記利得の情報を子器へ送信し、子
    器側の利得制御回路では、親器から送信された利得の情
    報により、自己の受信回路の利得を制御するようにした
    ことを特徴とする超音波式距離測定装置。
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