JPH0262992A - 音響測距装置 - Google Patents
音響測距装置Info
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- JPH0262992A JPH0262992A JP1112327A JP11232789A JPH0262992A JP H0262992 A JPH0262992 A JP H0262992A JP 1112327 A JP1112327 A JP 1112327A JP 11232789 A JP11232789 A JP 11232789A JP H0262992 A JPH0262992 A JP H0262992A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
- G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
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-
- G—PHYSICS
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- G01S7/526—Receivers
- G01S7/527—Extracting wanted echo signals
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-
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-
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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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。
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、対象物までの距離を測定するために電気音響
変換器から音響エネルギーのパルスを同表面に向けて放
射し、その後同変換器からの受信信号を監視して表面か
らのエコーの一時的位置を決定する音響測距装置に関す
る。
変換器から音響エネルギーのパルスを同表面に向けて放
射し、その後同変換器からの受信信号を監視して表面か
らのエコーの一時的位置を決定する音響測距装置に関す
る。
［従来の技術］
実際には、変換器により生成される信号から必要な°真
゛のエコーを決定するには聞届が生じる。本願発明者が
共同発明者である米国特許第４．５９６，１４４号には
、超音波測距装置において”真”のエコーを本質的に統
計的に検出する方法が記載されている。同方法は特定の
放射により得られるエコーを特定するだけでなく、選択
されたエコーが”真“のエコーであることを保証する程
度を量子化することができる。この後者の情報は信頼で
きるデータを得るには更に別の放射が必要かどうかの判
断に用いられる。
゛のエコーを決定するには聞届が生じる。本願発明者が
共同発明者である米国特許第４．５９６，１４４号には
、超音波測距装置において”真”のエコーを本質的に統
計的に検出する方法が記載されている。同方法は特定の
放射により得られるエコーを特定するだけでなく、選択
されたエコーが”真“のエコーであることを保証する程
度を量子化することができる。この後者の情報は信頼で
きるデータを得るには更に別の放射が必要かどうかの判
断に用いられる。
米国特許第４，５９６，１４４号に記載されているエコ
ー抽出技術は以下のステップを有している。
ー抽出技術は以下のステップを有している。
］、パルスを変換器に送信して放射を１回以上行ない、
受信した信号の一連のデジタル化されたサンプルを記録
することにより、エコープロファイルを特徴付けるデー
タベースを構築してエコープロファイルを形成する。
受信した信号の一連のデジタル化されたサンプルを記録
することにより、エコープロファイルを特徴付けるデー
タベースを構築してエコープロファイルを形成する。
２、送信パルス及び変換器の振動音を覆うエコープロフ
ァイルの最初の部分を削除する。効率を良くするために
、変換器は質因子Ｑが適度に高く設定される。この設定
により生じる変換器の振幅の指数関数的減少がパルスの
送信の終了後に継続され、変換器の出力を処理するレシ
ーバに伝えられる変換器の出力の主要な部分が最初に形
成される。エコープロファイルの開始は送信パルスの開
始と同時であるが、有用なエコー情報は削除の終了後に
生じる。
ァイルの最初の部分を削除する。効率を良くするために
、変換器は質因子Ｑが適度に高く設定される。この設定
により生じる変換器の振幅の指数関数的減少がパルスの
送信の終了後に継続され、変換器の出力を処理するレシ
ーバに伝えられる変換器の出力の主要な部分が最初に形
成される。エコープロファイルの開始は送信パルスの開
始と同時であるが、有用なエコー情報は削除の終了後に
生じる。
３、基準曲線が形成される。曲線は所定の開始点から始
まり、プロファイルに従う。
まり、プロファイルに従う。
４、エコープロファイルと基準曲線とを比較して最も可
能性のあるエコーが選択される。
能性のあるエコーが選択される。
米国特許第４，５９６，１４４号に記載されている以１
−の技術には問題がある。
−の技術には問題がある。
先ず初めに、有効な近接エコーを確実に検出するには基
準曲線の開始点を低く設定することが望ましい。しかし
ながら、その一方で、振動音が正しいエコーと見なされ
ないようにするために、基準曲線は変換器の振動音の削
除された部分に続く削除されていない部分を越えるよう
に基準曲線の開始点は高く設定することが望まれる。
準曲線の開始点を低く設定することが望ましい。しかし
ながら、その一方で、振動音が正しいエコーと見なされ
ないようにするために、基準曲線は変換器の振動音の削
除された部分に続く削除されていない部分を越えるよう
に基準曲線の開始点は高く設定することが望まれる。
米国特許第４，５９６，１４４号に記載されている装置
では、キーボードから又は自動的に値を入れることによ
り開始点を手動で設定することができる。開始点を自動
的に設定するには、原料の高さが変換器より十分に低く
なっていることを確認してから、キーボードを用いて基
準曲線が削除された間隔に続く変換器の振動音を越える
ような開始点を計算するようにコンピュータに指示する
。
では、キーボードから又は自動的に値を入れることによ
り開始点を手動で設定することができる。開始点を自動
的に設定するには、原料の高さが変換器より十分に低く
なっていることを確認してから、キーボードを用いて基
準曲線が削除された間隔に続く変換器の振動音を越える
ような開始点を計算するようにコンピュータに指示する
。
、開始点は満杯の貯蔵倉庫では設定することはできない
。なぜなら、有効な近接エコーが変換器の振動音とみな
されてしまい、開始点が有効な近接エコーを越えるよう
に高く設定されてしまい、その結果”偽゛のエコーを検
出してしまうかもしれないからである。
。なぜなら、有効な近接エコーが変換器の振動音とみな
されてしまい、開始点が有効な近接エコーを越えるよう
に高く設定されてしまい、その結果”偽゛のエコーを検
出してしまうかもしれないからである。
史に別の問題として変換器の振動音の変化が挙げられる
。変換器は、温度の変化、取り付は状態の変化（例えば
、変換器の取り付はボルトがきつくなるなど）、老化、
交換などにより、振動音が増大することも考えられ、る
。
。変換器は、温度の変化、取り付は状態の変化（例えば
、変換器の取り付はボルトがきつくなるなど）、老化、
交換などにより、振動音が増大することも考えられ、る
。
これらの要因を考慮して、予想され得る最悪の振動音を
越えるように開始点を十分に高く設定しなければならな
い。しかしながら、開始点を高くし過ぎると、有効な近
接エコーを検出できなくなってしまう。一方、開始点を
低くし過ぎると、最初のうちは正常に作動しても、恐ら
くは季節の変化により振動音が増大して、開始点を−に
昇させなければならなくなるものと思われる。妥協でき
ない場合は、削除間隔を増やして振動音が余り現れない
ようにする。しかしなから、削除間隔を増やすと、貯蔵
倉庫の頂部の高さが測定できなくなってしまい、貯蔵倉
庫は高さ方向の有効使用部分が減少してしまう。
越えるように開始点を十分に高く設定しなければならな
い。しかしながら、開始点を高くし過ぎると、有効な近
接エコーを検出できなくなってしまう。一方、開始点を
低くし過ぎると、最初のうちは正常に作動しても、恐ら
くは季節の変化により振動音が増大して、開始点を−に
昇させなければならなくなるものと思われる。妥協でき
ない場合は、削除間隔を増やして振動音が余り現れない
ようにする。しかしなから、削除間隔を増やすと、貯蔵
倉庫の頂部の高さが測定できなくなってしまい、貯蔵倉
庫は高さ方向の有効使用部分が減少してしまう。
変換器の設計では、送信パルス幅の選択に関して釣り合
いが計られる。グラフに表わした場合、パルス幅狭いと
送信が直ぐに終了するので振動音は左側に移行する。エ
コーの位置は変化しない。
いが計られる。グラフに表わした場合、パルス幅狭いと
送信が直ぐに終了するので振動音は左側に移行する。エ
コーの位置は変化しない。
従って、近接エコーは振動音のかなり上方に位置するこ
とになる。送信パルスが広いと、標的が遠くにある場合
にしばしば生じるように音波を追い散らす空気の流れが
あってもエコーの帰還する可能性が高くなる。
とになる。送信パルスが広いと、標的が遠くにある場合
にしばしば生じるように音波を追い散らす空気の流れが
あってもエコーの帰還する可能性が高くなる。
変換器の特性の改善に多くの努力が払われているが、現
在の技術では振動音を低く一定に抑える一方で、高音出
力や堅固な構造などの好ましい要件を備えた変換器を終
始一貫して製造することはできない。
在の技術では振動音を低く一定に抑える一方で、高音出
力や堅固な構造などの好ましい要件を備えた変換器を終
始一貫して製造することはできない。
公開された同時係属欧州特許出願第
０２６２９９０号には、開始点その他のパラメータの設
定の煩わしさから操作人を解放し、変換器の振動音の変
化を継続的及び自動的に補償し、動作を自動調整して近
接エコーの検出が遠方エコーの検出との間で妥協するこ
となく改善され、変換器又は変換器の接続の不備又は欠
如を検出する改良が開示されている。開示されている技
術には、近接エコーの検出か、遠方エコーの検出か１と
応じて継続期間の短いパルス又は継続期間の長いパルス
を選択的に放射する技術が含まれている。この技術によ
り、近接特性が実質的に改善されている。
定の煩わしさから操作人を解放し、変換器の振動音の変
化を継続的及び自動的に補償し、動作を自動調整して近
接エコーの検出が遠方エコーの検出との間で妥協するこ
となく改善され、変換器又は変換器の接続の不備又は欠
如を検出する改良が開示されている。開示されている技
術には、近接エコーの検出か、遠方エコーの検出か１と
応じて継続期間の短いパルス又は継続期間の長いパルス
を選択的に放射する技術が含まれている。この技術によ
り、近接特性が実質的に改善されている。
しかしながら、この技術には遠方のエコーの処理を改善
する必要が残されている。
する必要が残されている。
米国特許第４，５９６，１４４号には、音響の放射に引
き続いて記憶されたデータを処理して為”のエコーの存
在する中で”真”のエコーを特定する技術が第３．４．
５図を参照して記載されている。この技術を発展させた
技術、特に、エコープロファイルの初期の部分に関して
発展させた技術は、先に述べた通り本出願人の係属出願
に記載されている。しかしながら、エコーの特定には以
下に述べるようにまだ様々な問題が残されている。
き続いて記憶されたデータを処理して為”のエコーの存
在する中で”真”のエコーを特定する技術が第３．４．
５図を参照して記載されている。この技術を発展させた
技術、特に、エコープロファイルの初期の部分に関して
発展させた技術は、先に述べた通り本出願人の係属出願
に記載されている。しかしながら、エコーの特定には以
下に述べるようにまだ様々な問題が残されている。
多くの貯蔵倉庫は波長の通路内に偽の標的を有している
。偽の標的はパイプやワイヤである場合もあるが、貯蔵
倉庫の壁の継ぎ目がしばしば偽の標的になる。狭い貯蔵
倉庫では、変換器をこれらの偽の標的から遠ざけること
ができない場合が多い。
。偽の標的はパイプやワイヤである場合もあるが、貯蔵
倉庫の壁の継ぎ目がしばしば偽の標的になる。狭い貯蔵
倉庫では、変換器をこれらの偽の標的から遠ざけること
ができない場合が多い。
立体を備えた貯蔵倉庫では、原料はしばしば角に溜まっ
て表面が階段状になることがある。変換器のビームは拡
散するので、階段の様々な段から反射されてくるエコー
が受信されてしまう。各段は変換器からの距離が違うの
で、受信されるエコーのクラスタは時間的に重なったり
、クラスタ間のギャップが狭かったりすることになる。
て表面が階段状になることがある。変換器のビームは拡
散するので、階段の様々な段から反射されてくるエコー
が受信されてしまう。各段は変換器からの距離が違うの
で、受信されるエコーのクラスタは時間的に重なったり
、クラスタ間のギャップが狭かったりすることになる。
後者の場合は１つのエコーとみなさなければならないに
も拘らず、エコー選択アルゴリズムはこれらのエコーを
別個のエコーとして認識してしまう。
も拘らず、エコー選択アルゴリズムはこれらのエコーを
別個のエコーとして認識してしまう。
本出願人が関与した先行発明の実用的実施態様では、米
国特許第４，５９６．１４４号に同特許明細書の第４図
を参照して記載されている種類の処理技術を用いてエコ
ープロファイルを滑らかにすることにより、エコーを比
較する際の基準として用いられる時変しきい値ＴＶＴを
形成している。
国特許第４，５９６．１４４号に同特許明細書の第４図
を参照して記載されている種類の処理技術を用いてエコ
ープロファイルを滑らかにすることにより、エコーを比
較する際の基準として用いられる時変しきい値ＴＶＴを
形成している。
しかしながら、ＴＶＴを形成するためのこの方法は、貯
蔵倉庫内で経時的に減衰する波長の補償や、貯蔵倉庫の
深さが増大するに連れて生じる音の減衰のマツチングに
は適していないことが判明した。
蔵倉庫内で経時的に減衰する波長の補償や、貯蔵倉庫の
深さが増大するに連れて生じる音の減衰のマツチングに
は適していないことが判明した。
標的が変換器に近接している場合は、標的により生成さ
れるエコーは変換器の振動音により一部隠されてしまう
。そこで、エコーを振動音よりも幾らか高くすれば、エ
コーを検出することができるが、そのようにすると、こ
のエコーの強さを後から得られる別のエコーの強さと比
較して”真”のエコーである可能性の最も高いエコーを
選択する際に問題が生じてしまう。従来の装置では、Ｔ
ＶＴ曲線は滑らかなエコープロファイルに従っていたの
で、近接エコーのサイズは精々のところ振動音を越える
だけの量に等しく設定されていた。
れるエコーは変換器の振動音により一部隠されてしまう
。そこで、エコーを振動音よりも幾らか高くすれば、エ
コーを検出することができるが、そのようにすると、こ
のエコーの強さを後から得られる別のエコーの強さと比
較して”真”のエコーである可能性の最も高いエコーを
選択する際に問題が生じてしまう。従来の装置では、Ｔ
ＶＴ曲線は滑らかなエコープロファイルに従っていたの
で、近接エコーのサイズは精々のところ振動音を越える
だけの量に等しく設定されていた。
貯蔵倉庫の中には、貯蔵倉庫の壁の表面の粗い部分のよ
うに、固定された好ましくない標的を有するものもある
。この偽の標的を”真″の標的から区別することも難し
い。両者を区別するために、偽の標的の周囲にタイムウ
ィンドウを置いて、エコー選択処理時に、このウィンド
ウ内のエコーを考慮しないようにすることが一般に行な
われている。しかしながら、この場合に、“真“のエコ
ーの位置がこのウィンドウ内に入ってしまうと、°真”
のエコーの位置がこのウィンドウを離れるまで最後に得
られた正しい読みが保持されることになる。この方法に
は２つの問題がある。第１に、高さがウィンドウ内にあ
る間は高さを測定することができない。第２に、高さが
ウィンドウ内にある時に別の強い偽エコーがウィンドウ
の外にあると、この偽のエコーカじ真”のエコーとして
選択されてしまう。
うに、固定された好ましくない標的を有するものもある
。この偽の標的を”真″の標的から区別することも難し
い。両者を区別するために、偽の標的の周囲にタイムウ
ィンドウを置いて、エコー選択処理時に、このウィンド
ウ内のエコーを考慮しないようにすることが一般に行な
われている。しかしながら、この場合に、“真“のエコ
ーの位置がこのウィンドウ内に入ってしまうと、°真”
のエコーの位置がこのウィンドウを離れるまで最後に得
られた正しい読みが保持されることになる。この方法に
は２つの問題がある。第１に、高さがウィンドウ内にあ
る間は高さを測定することができない。第２に、高さが
ウィンドウ内にある時に別の強い偽エコーがウィンドウ
の外にあると、この偽のエコーカじ真”のエコーとして
選択されてしまう。
以上に述べたように、貯蔵倉庫の状態を問わず優れた効
果を恒常的に得ることのできるエコー特定技術は未だに
存在していない。
果を恒常的に得ることのできるエコー特定技術は未だに
存在していない。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、以上に述べた諸問題を減少させ、”真
”のエコーを選択できる可能性を高めた音響測距装置を
提供することである。
”のエコーを選択できる可能性を高めた音響測距装置を
提供することである。
［課題を解決するための手段、作用、
及び発明の効果］
本発明は、記憶したエコープロファイルを増強して“真
″のエコーを検出することのできる可能性を改善し、エ
コーの検出に用いられる時変しきい値ＴＶＴを生成する
ための別の技術を開発し、多数のエコーの中から”真“
のエコーを選択するための技術を改溪することにより、
前記諸問題を解決するエコー信号処理技術を提供するも
のである。
″のエコーを検出することのできる可能性を改善し、エ
コーの検出に用いられる時変しきい値ＴＶＴを生成する
ための別の技術を開発し、多数のエコーの中から”真“
のエコーを選択するための技術を改溪することにより、
前記諸問題を解決するエコー信号処理技術を提供するも
のである。
［実施例］
以下図面を参照して本発明を詳述する。
第１図は米国特許第４，５９６，１４４号の第１図に示
されているコンピュータユニットを簡略化した図であり
、同米国特許のキーボード５２及びコントロールキー５
８が赤外線センサダイオード６を有する赤外線レシーバ
に置き換えられていること、並びにメモリが２つの部分
にではなく、リードオンリーメモリ６、ランダムアクセ
スメモリ８、及び不揮発メモリＩＯの３つの部分に分割
されていることの２点が前記米国特許の第１図と相違し
ている。不揮発メモリは、バッテリでバックアップされ
ている通常のＲＡＭ、バックアップ用バッテリと一体化
されたＲＡＭチップ、電気的に変更及び消去可能なリー
ドオンリーメモリ、磁気バブルメモリなど、電力停止時
にはメモリの内容を維持し、プログラム制御時にはメモ
リの内容を変更することを可能とする適切な装置により
形成することができる。ここでは不揮発メモリをＮＯＶ
ＲＡＭと記載する。ＮＯＶＲＡＭは特定のインストレー
ジョンやコンフィギユレーションに依存する定数の記憶
や、長い時間間隔を置いて変更される定数、例えば、コ
ンフィギユレーションや較正のデータの記憶に用いられ
る。
されているコンピュータユニットを簡略化した図であり
、同米国特許のキーボード５２及びコントロールキー５
８が赤外線センサダイオード６を有する赤外線レシーバ
に置き換えられていること、並びにメモリが２つの部分
にではなく、リードオンリーメモリ６、ランダムアクセ
スメモリ８、及び不揮発メモリＩＯの３つの部分に分割
されていることの２点が前記米国特許の第１図と相違し
ている。不揮発メモリは、バッテリでバックアップされ
ている通常のＲＡＭ、バックアップ用バッテリと一体化
されたＲＡＭチップ、電気的に変更及び消去可能なリー
ドオンリーメモリ、磁気バブルメモリなど、電力停止時
にはメモリの内容を維持し、プログラム制御時にはメモ
リの内容を変更することを可能とする適切な装置により
形成することができる。ここでは不揮発メモリをＮＯＶ
ＲＡＭと記載する。ＮＯＶＲＡＭは特定のインストレー
ジョンやコンフィギユレーションに依存する定数の記憶
や、長い時間間隔を置いて変更される定数、例えば、コ
ンフィギユレーションや較正のデータの記憶に用いられ
る。
リードオンリーメモリ６は、計算手段であるマイクロプ
ロセッサ１２を制御する所定のプログラムを記憶する。
ロセッサ１２を制御する所定のプログラムを記憶する。
マイクロプロセッサ１２はランダムアクセスメモリ８を
作業用メモリ及び様々なデータの一時的な記憶場所とし
て用いるが、プログラム自体に予め設定されている定数
以外の定数はＮＯＶＲＡＭＩＯに記憶されている。プロ
グラム自体の主要部は米国特許第４，５９６，１４４号
に本質的に記載されている。但し、使用されるデータア
ドレスは両メモリ８及びｌＯの間で適切に区分されるよ
うに変更されていると共に、キーボードや制御キーから
ではなくレシーバ２からデータを人力できるようにレシ
ーバ２用のインターフェース１４に関するルーチンが変
更されている。プログラムの中でエコーの認識に関する
部分は、以下に第２図以降を参照して説明するように、
エコー検出能の改善を意図して宵き替えられている。
作業用メモリ及び様々なデータの一時的な記憶場所とし
て用いるが、プログラム自体に予め設定されている定数
以外の定数はＮＯＶＲＡＭＩＯに記憶されている。プロ
グラム自体の主要部は米国特許第４，５９６，１４４号
に本質的に記載されている。但し、使用されるデータア
ドレスは両メモリ８及びｌＯの間で適切に区分されるよ
うに変更されていると共に、キーボードや制御キーから
ではなくレシーバ２からデータを人力できるようにレシ
ーバ２用のインターフェース１４に関するルーチンが変
更されている。プログラムの中でエコーの認識に関する
部分は、以下に第２図以降を参照して説明するように、
エコー検出能の改善を意図して宵き替えられている。
前記インターフェースの他にも、マイクロプロセッサの
諸周辺装置用に様々なインターフェースが設けられてい
る。インターフェース１６は外部の超音波変換器２０に
パルスを送るトランスミッタ１８用に設けられており、
インターフェース２２はレシーバ２Ｂを介して超音波変
換器２０からの帰還信号を受信し、外部の温度センサ２
８からの帰還信号を受信するアナログデジタル変換器２
４用に設けられている。超音波変換器２０及び温度セン
サ２８は、貯蔵物の高さ３１を監視できるように、サイ
ロなどの貯蔵倉庫３０に適切に取り付けられている。イ
ンターフェース３２は、非常ランプや外部の警報装置を
駆動するアラームリレーユニット３４のために設けられ
ている。インターフェース３６はデジタル表示装置３８
を駆動するために設けられている。インターフェース４
０はデジタルアナログ変換器及びカレントソースシリア
ルデータトランスミッタ４２を駆動するために設けられ
ている。以上の様々なインターフェースは個々の分離し
たブロックとして図示しであるが、ポートの数を増やす
ことでインターフェース回路の物理的な数を減らすこと
もできれば、これらのインターフェース回路を個々の周
辺装置に一体化したり、マイクロコンピュータに一体化
して、この一体化されたものをマイクロブロッセ１２並
びにメモリ６及び８の全体または一部に一体化すること
もできる。
諸周辺装置用に様々なインターフェースが設けられてい
る。インターフェース１６は外部の超音波変換器２０に
パルスを送るトランスミッタ１８用に設けられており、
インターフェース２２はレシーバ２Ｂを介して超音波変
換器２０からの帰還信号を受信し、外部の温度センサ２
８からの帰還信号を受信するアナログデジタル変換器２
４用に設けられている。超音波変換器２０及び温度セン
サ２８は、貯蔵物の高さ３１を監視できるように、サイ
ロなどの貯蔵倉庫３０に適切に取り付けられている。イ
ンターフェース３２は、非常ランプや外部の警報装置を
駆動するアラームリレーユニット３４のために設けられ
ている。インターフェース３６はデジタル表示装置３８
を駆動するために設けられている。インターフェース４
０はデジタルアナログ変換器及びカレントソースシリア
ルデータトランスミッタ４２を駆動するために設けられ
ている。以上の様々なインターフェースは個々の分離し
たブロックとして図示しであるが、ポートの数を増やす
ことでインターフェース回路の物理的な数を減らすこと
もできれば、これらのインターフェース回路を個々の周
辺装置に一体化したり、マイクロコンピュータに一体化
して、この一体化されたものをマイクロブロッセ１２並
びにメモリ６及び８の全体または一部に一体化すること
もできる。
レシーバ２に取り付けられているダイオード４は、符号
化回路により駆動される赤外線源ダイオードからの変調
データを受信する。符号化回路は、別体のキーバッド上
に配置されている様々なキーの中のどのキーが押された
かに従って、赤外線源ダイオードに異なるパルス列を発
生させる。ダイオード、エンコーダ、バッテリ駆動回路
、及びキーバッドは、構造及び用途がテレビなどの家庭
用電気機器の制御に広く用いられている赤外線リモート
コントロールユニットに類似している小型の回設較正ユ
ニット内に組み込まれている。レシーバ２及びダイオー
ド４は、トランスミッタ上に設けられたキーバッドの中
の押されたキーに応じてデジタル出力を供給するリモー
トコントロールレシーバに用いられているものに類似し
ている。
化回路により駆動される赤外線源ダイオードからの変調
データを受信する。符号化回路は、別体のキーバッド上
に配置されている様々なキーの中のどのキーが押された
かに従って、赤外線源ダイオードに異なるパルス列を発
生させる。ダイオード、エンコーダ、バッテリ駆動回路
、及びキーバッドは、構造及び用途がテレビなどの家庭
用電気機器の制御に広く用いられている赤外線リモート
コントロールユニットに類似している小型の回設較正ユ
ニット内に組み込まれている。レシーバ２及びダイオー
ド４は、トランスミッタ上に設けられたキーバッドの中
の押されたキーに応じてデジタル出力を供給するリモー
トコントロールレシーバに用いられているものに類似し
ている。
インターフェース１６はプログラム制御の下でトランス
ミッタ１８及びレシーバ２６にトリガパルスを出力する
。その結果、米国特許第４．５９６，１４４号に詳述さ
れているように放射された音波の送信、並びに帰還エコ
ー信号の受信、ロガリズム増幅、及びデジタル化がなさ
れる。
ミッタ１８及びレシーバ２６にトリガパルスを出力する
。その結果、米国特許第４．５９６，１４４号に詳述さ
れているように放射された音波の送信、並びに帰還エコ
ー信号の受信、ロガリズム増幅、及びデジタル化がなさ
れる。
デジタル化されたサンプルを表わすバイトは、Ａ Ｄ
Ｃ２４からインターフェースユニット２２に設けられて
いるパラレルインプットボードを介して入力され、メモ
リ８に記憶される。プログラムにより同一の変換器２０
に更に別の音波の放射を要請している場合は、同変換器
から受は取ったデータは記憶され、平均化されるか、さ
もなければ以前の音波の放射により記憶されたデータに
関連付けられる。典型的には、少６くとも音波の３回の
放射により得られるデータはメモリ中に別個に格納され
る。このように、メモリに記憶されたデータは、音波の
放射のエコープロファイルや一連の音波の放射の平均プ
ロファイルが５ｃｍの解像度を必要とする場合には、典
型的には連続する０、２５ｍ５の時間間隔後にデシベル
で表示される振幅として表示される。使用されるルーチ
ンは、同時係属出願第０４１，８７７号に詳述されてい
る。同係属出願の内容は、この記述により本願に含まれ
るものとする。本システムはこのようにして、デジタル
データベース又はエコープロファイルを発生し、これら
が更に処理されて所望のエコーを適切に特定化するため
の蓋然性が高められる。
Ｃ２４からインターフェースユニット２２に設けられて
いるパラレルインプットボードを介して入力され、メモ
リ８に記憶される。プログラムにより同一の変換器２０
に更に別の音波の放射を要請している場合は、同変換器
から受は取ったデータは記憶され、平均化されるか、さ
もなければ以前の音波の放射により記憶されたデータに
関連付けられる。典型的には、少６くとも音波の３回の
放射により得られるデータはメモリ中に別個に格納され
る。このように、メモリに記憶されたデータは、音波の
放射のエコープロファイルや一連の音波の放射の平均プ
ロファイルが５ｃｍの解像度を必要とする場合には、典
型的には連続する０、２５ｍ５の時間間隔後にデシベル
で表示される振幅として表示される。使用されるルーチ
ンは、同時係属出願第０４１，８７７号に詳述されてい
る。同係属出願の内容は、この記述により本願に含まれ
るものとする。本システムはこのようにして、デジタル
データベース又はエコープロファイルを発生し、これら
が更に処理されて所望のエコーを適切に特定化するため
の蓋然性が高められる。
記憶されたデータは、ＲＯＭＢに格納されている、所望
のエコーを検出するためのルーチンにより実現される信
号処理アルゴリズムを用いてプログラム制御の下に処理
される。このルーチンに用いられるパラメータは、レシ
ーバ２を介して入力されるデータにより、ＲＯＭｌ３に
格納されているデフォルト時の選択を変更することがで
きる。
のエコーを検出するためのルーチンにより実現される信
号処理アルゴリズムを用いてプログラム制御の下に処理
される。このルーチンに用いられるパラメータは、レシ
ーバ２を介して入力されるデータにより、ＲＯＭｌ３に
格納されているデフォルト時の選択を変更することがで
きる。
本発明のエコープロファイル処理ルーチンは、第２図に
概略を示すように、４つの主ステツプからなっている。
概略を示すように、４つの主ステツプからなっている。
「長い」パルス時間の音波の放射、即ち、比較的長い送
信パルスを用いた音波の放射により発生されるエコープ
ロファイルの処理は、変換器から所定の制限距離を越え
たエコーの検出に用いられ、「短い」パルス時間の音波
の放射は接近したエコーの検出に用いられる。
信パルスを用いた音波の放射により発生されるエコープ
ロファイルの処理は、変換器から所定の制限距離を越え
たエコーの検出に用いられ、「短い」パルス時間の音波
の放射は接近したエコーの検出に用いられる。
第２図及び第７図を参照して、処理ステップの概略を説
明する。これらの処理ステップは、デジタル化された処
理すべきエコープロファイルが格納されたファイルｌ）
０に基づいて作動するメインルーチンＰＲＯＣＥＳＳ
ＬＯＮＧ （第７図）の一部として連続的に実行される
ものである。最初の両ステップ１００及び２００の後に
、ファイルＦ１がＦＯからロードされてステップ３００
で処理され、ＴＶＴのデジタル化時変しきい値を有する
ファイルＦ２が作成される。最終ステップ４００では、
ファイルｐｔ及びＦ２が様々に比較されて、”真”のエ
コーの選択に用イられるファイルＦ３が作成される。
明する。これらの処理ステップは、デジタル化された処
理すべきエコープロファイルが格納されたファイルｌ）
０に基づいて作動するメインルーチンＰＲＯＣＥＳＳ
ＬＯＮＧ （第７図）の一部として連続的に実行される
ものである。最初の両ステップ１００及び２００の後に
、ファイルＦ１がＦＯからロードされてステップ３００
で処理され、ＴＶＴのデジタル化時変しきい値を有する
ファイルＦ２が作成される。最終ステップ４００では、
ファイルｐｔ及びＦ２が様々に比較されて、”真”のエ
コーの選択に用イられるファイルＦ３が作成される。
第３図を用いてステップｌＯＯを詳細に説明する。
このステップの開始＋０１及び終了１０８は、サブルー
チンＲＥＭＯＶＥ ＮＡＲＲＯＷ ＥＣｌｌ０ＥＳ Ｆ
Ｏｆ、： 含まれティる。
チンＲＥＭＯＶＥ ＮＡＲＲＯＷ ＥＣｌｌ０ＥＳ Ｆ
Ｏｆ、： 含まれティる。
このサブルーチンはサブルーチンＮＯ５ＰＩＫＥＳを呼
び出す。呼び出されたサブルーチンは、（ステップ１０
２）でファイルＦＯの開始を指示し、ファイル＋＞０を
用いてエコープロファイルのピークを探すサブルーチン
ＦＩＮＤ ＳＰＩＭＥを呼び出しくステップ１０３）
ネストされているサブルーチン讐ＩＤＴＨＬＩＭＩＴ
及びＷＩＤＴＨＬｌ旧Ｔ ＵＳを呼び出してピークを計
り（ステップ１０４ ） 、このピークの幅をテーブル
から拾い出した値と比較する（ステップ１０５）。ピー
クが、プリセットパラメータにより決まる予め選択され
た狭い基準を満たす位置にある場合は、サブルーチンＫ
ＩＩ、Ｌ ５ＰＩＫＥか呼び出される（ステップ１０Ｇ
）。このサブルーチンは、スパイク開始の検出からスパ
イク終了の検出又は元のプロファイルとの交差のいずれ
かが先に生じるまでサンプルのためにサンプルの振幅を
一定に維持することによってプロファイルを修正する。
び出す。呼び出されたサブルーチンは、（ステップ１０
２）でファイルＦＯの開始を指示し、ファイル＋＞０を
用いてエコープロファイルのピークを探すサブルーチン
ＦＩＮＤ ＳＰＩＭＥを呼び出しくステップ１０３）
ネストされているサブルーチン讐ＩＤＴＨＬＩＭＩＴ
及びＷＩＤＴＨＬｌ旧Ｔ ＵＳを呼び出してピークを計
り（ステップ１０４ ） 、このピークの幅をテーブル
から拾い出した値と比較する（ステップ１０５）。ピー
クが、プリセットパラメータにより決まる予め選択され
た狭い基準を満たす位置にある場合は、サブルーチンＫ
ＩＩ、Ｌ ５ＰＩＫＥか呼び出される（ステップ１０Ｇ
）。このサブルーチンは、スパイク開始の検出からスパ
イク終了の検出又は元のプロファイルとの交差のいずれ
かが先に生じるまでサンプルのためにサンプルの振幅を
一定に維持することによってプロファイルを修正する。
ファイルの終了が検出されると（ステップ１０７ ）
、ルチンＦＩＮＤ ５ＰＩＫ［：及びＫＩＬＬ ５ＰＩ
ＫＩＥが繰り返し呼び出されて、参照符号ＵＥで示す狭
いピークがエコープロファイルファイルから除去される
。この時、真°のエコーＴＥは一切影響を受けず、・第
８図に示す形態から第９図に示す形態に変換される。こ
こに記載した実施例はプリセットパラメータに基づいて
除去すべきピークを選択したが、これらのパラメータは
所望であればエコープロファイルの検査から予め算出す
ることもできる。
、ルチンＦＩＮＤ ５ＰＩＫ［：及びＫＩＬＬ ５ＰＩ
ＫＩＥが繰り返し呼び出されて、参照符号ＵＥで示す狭
いピークがエコープロファイルファイルから除去される
。この時、真°のエコーＴＥは一切影響を受けず、・第
８図に示す形態から第９図に示す形態に変換される。こ
こに記載した実施例はプリセットパラメータに基づいて
除去すべきピークを選択したが、これらのパラメータは
所望であればエコープロファイルの検査から予め算出す
ることもできる。
次のステップ２００は、既に述べたように、貯蔵倉庫内
の原料の階段状の表面により生じる散乱エコーを修正し
、修正されたプロファイルをファイルＦ１に格納する。
の原料の階段状の表面により生じる散乱エコーを修正し
、修正されたプロファイルをファイルＦ１に格納する。
これは、格納したエコープロフィルの狭い凹み部を除去
することにより達成されることが分かった。除去すべき
凹み部の最大幅はパラメータを設定することにより決ま
る。この処理は一団の散乱エコーＦＥを”真”のエコー
として容易に認識することのできる単一のワイドエコー
ＷＥに変換する傾向にある。この点は、エコープロファ
イルを修正する前と後を示す第１０図と第１１図とを比
較すれば明らかである。
することにより達成されることが分かった。除去すべき
凹み部の最大幅はパラメータを設定することにより決ま
る。この処理は一団の散乱エコーＦＥを”真”のエコー
として容易に認識することのできる単一のワイドエコー
ＷＥに変換する傾向にある。この点は、エコープロファ
イルを修正する前と後を示す第１０図と第１１図とを比
較すれば明らかである。
第４図及び第７図に関して、ステップ２００はサブルー
チンＲＦＰＯＲＭ Ｆ［？ＡＧＭＥＮＴＥＤ ＥＣｌｌ
０ＥＳ ＰＯにより実行される。このサブルーチンは２
０１で開始しく第４図）、プロファイルのピークを読み
出してプロファイルの凹み部を除去し、各ピークから次
のピークの開始まで所定の勾配の線を描く。線の引かれ
るピーク間の距離は第１のピークから所定距離未満であ
る。ファイルが開始されてから、所定の深さより深い谷
がそれに続くピークがサブルーチンＰＩＥＡＫ ＶＡＬ
ＬＥＹ Ｂ （第４図のステップ２０２）により捜し
出され、次のピークまでの距離が測定される（ステップ
２０３）。（但し、ファイルの終端に先に到達した場合
（ステップ２０４）は、このサブルーチンは終了する（
ステップ２０９）。）ピーク間の距離がｐめ算出された
距離以上であることが判明すると（ステップ２０５ ）
、ステップ２０２へ戻るか、或いはサブルーチンＤＲ
ＡＷ ５ＬＯＰＥが呼び出されて（ステップ２０Ｂ）線
が引かれる。線が引かれると、次のピークの捜索が指示
される（ステップ２０７）。サブルーチンによりファイ
ルの終りがチエツクされ（ステップ２０８ ） 、ファ
イルが終了していない場合はステップ２０５に戻る。こ
の場合、サブルーチンはステップ２０９で終了する。
チンＲＦＰＯＲＭ Ｆ［？ＡＧＭＥＮＴＥＤ ＥＣｌｌ
０ＥＳ ＰＯにより実行される。このサブルーチンは２
０１で開始しく第４図）、プロファイルのピークを読み
出してプロファイルの凹み部を除去し、各ピークから次
のピークの開始まで所定の勾配の線を描く。線の引かれ
るピーク間の距離は第１のピークから所定距離未満であ
る。ファイルが開始されてから、所定の深さより深い谷
がそれに続くピークがサブルーチンＰＩＥＡＫ ＶＡＬ
ＬＥＹ Ｂ （第４図のステップ２０２）により捜し
出され、次のピークまでの距離が測定される（ステップ
２０３）。（但し、ファイルの終端に先に到達した場合
（ステップ２０４）は、このサブルーチンは終了する（
ステップ２０９）。）ピーク間の距離がｐめ算出された
距離以上であることが判明すると（ステップ２０５ ）
、ステップ２０２へ戻るか、或いはサブルーチンＤＲ
ＡＷ ５ＬＯＰＥが呼び出されて（ステップ２０Ｂ）線
が引かれる。線が引かれると、次のピークの捜索が指示
される（ステップ２０７）。サブルーチンによりファイ
ルの終りがチエツクされ（ステップ２０８ ） 、ファ
イルが終了していない場合はステップ２０５に戻る。こ
の場合、サブルーチンはステップ２０９で終了する。
ステップ３００は第５図に示されている。右側の図は、
ファイル＋＋１から得られるエコープロファイルのコピ
ーから時変しきい値（ＴＶＴ）を形成する一連の段階を
示したものである。実際には、第５図に示すルーチンは
、エコープロファイルからＴＶＴを得るための幾つかの
異なるルーチンの中の一つであるサブルーチンＴＶＴ
ＮＲＬＩＮＥＡＲＳ テある。このサブルーチンは、プ
リセット制御パラメータに従ってサブルーチンＴＶＴ
ＩＮ Ｆ２ （第７図）の明期段階３０１でサブルー
チンの一覧表の中から選択される。−覧表の中の他のル
ーチンは、米国特ス′「第４，５９６，１４４号に開示
されているように、ある応用で最適な結果を得るために
エコ一応答を滑らかにすることにより生じるＴＶＴや、
以下に述べるルーチンの修正などである。ステップ３０
０の最終ステップ３０８はサブルーチンＴＶＴ ＩＮＰ
２に含まれており、ＴＶＴを最強のエコーより（典型的
には）１／３だけ上昇させてエコープロファイルに対す
るＴＶＴの位置を調節する。
ファイル＋＋１から得られるエコープロファイルのコピ
ーから時変しきい値（ＴＶＴ）を形成する一連の段階を
示したものである。実際には、第５図に示すルーチンは
、エコープロファイルからＴＶＴを得るための幾つかの
異なるルーチンの中の一つであるサブルーチンＴＶＴ
ＮＲＬＩＮＥＡＲＳ テある。このサブルーチンは、プ
リセット制御パラメータに従ってサブルーチンＴＶＴ
ＩＮ Ｆ２ （第７図）の明期段階３０１でサブルー
チンの一覧表の中から選択される。−覧表の中の他のル
ーチンは、米国特ス′「第４，５９６，１４４号に開示
されているように、ある応用で最適な結果を得るために
エコ一応答を滑らかにすることにより生じるＴＶＴや、
以下に述べるルーチンの修正などである。ステップ３０
０の最終ステップ３０８はサブルーチンＴＶＴ ＩＮＰ
２に含まれており、ＴＶＴを最強のエコーより（典型的
には）１／３だけ上昇させてエコープロファイルに対す
るＴＶＴの位置を調節する。
サブルーチンＴＶＴ ＩＮ Ｆ２から呼び出される更に
別ノ”ｊ ７’ ルｆ ンＭＡＮＵＡＬ ＡＤＪ ＯＦ
ＴＶＴ ｌ： ヨリ、ＴＶＴの局地的な手動調節が可
能となり（ステップ３０Ｂ ） 、貯蔵倉庫内の監視さ
れている公知の°偽°のエコーを補償することができる
ようになる。即ち、テストエコープロファイルを参照す
ることにより、偽”のエコーを発見し、その大きさを判
定することができるので、ＴＶＴプロファイルを上方に
調節して、“偽”のエコーが“真”のエコーとして選択
されないようにすると共に、“偽”のエコーの上に重ね
られてしまった”真”のエコーを検出できるようにする
。サブルーチンＭＡＮＵＡＬ ＡＤＪ ０１コＴＶＴは
、ＴＶＴブ０７ｙイルのどの部分でも選択することがで
き、選択された部分内のサンプル値を選択された増分だ
け変更することができる。
別ノ”ｊ ７’ ルｆ ンＭＡＮＵＡＬ ＡＤＪ ＯＦ
ＴＶＴ ｌ： ヨリ、ＴＶＴの局地的な手動調節が可
能となり（ステップ３０Ｂ ） 、貯蔵倉庫内の監視さ
れている公知の°偽°のエコーを補償することができる
ようになる。即ち、テストエコープロファイルを参照す
ることにより、偽”のエコーを発見し、その大きさを判
定することができるので、ＴＶＴプロファイルを上方に
調節して、“偽”のエコーが“真”のエコーとして選択
されないようにすると共に、“偽”のエコーの上に重ね
られてしまった”真”のエコーを検出できるようにする
。サブルーチンＭＡＮＵＡＬ ＡＤＪ ０１コＴＶＴは
、ＴＶＴブ０７ｙイルのどの部分でも選択することがで
き、選択された部分内のサンプル値を選択された増分だ
け変更することができる。
サブルーチン１’ＶＴ ＮＲＬＩＮＥＡＲＳ ハ、ＮＯ
ＲＩＩＩＩＧ Ｆ２．５Ｍ０ＯＴＩＩ ＦＩＬＥ ２
、ＴＶＴ ＬＩＮＥＡＲ，及びＩ？ＩＮＧＤＯＷＮ Ｉ
’２などの史に別の様々なサブルーチンを呼び出す。
ＲＩＩＩＩＧ Ｆ２．５Ｍ０ＯＴＩＩ ＦＩＬＥ ２
、ＴＶＴ ＬＩＮＥＡＲ，及びＩ？ＩＮＧＤＯＷＮ Ｉ
’２などの史に別の様々なサブルーチンを呼び出す。
サブルーチンＮＯＲＩＮＧ Ｆ２は第５図のステップ３
０２の機能を果たす。エコープロファイルの最初の部分
は、線の開始部からサブルーチンＯＣＲＯ８ＳＯＶＥＲ
により選択された「短い音波の放射」領域の終りまでが
先ず置き換えられる。この領域内では通常は、短い送信
パルスや、欧州出願第０２６２９９０号に記載されてい
る貯蔵倉庫内がほぼ満杯の状態の時の近接エコーの検出
技術を用いて距離の測定がなされるのであるが、このル
ーチンは遠方のエコーの検出を意図するものであり、「
短い音波の放射」領域内のエコーは検出しない。
０２の機能を果たす。エコープロファイルの最初の部分
は、線の開始部からサブルーチンＯＣＲＯ８ＳＯＶＥＲ
により選択された「短い音波の放射」領域の終りまでが
先ず置き換えられる。この領域内では通常は、短い送信
パルスや、欧州出願第０２６２９９０号に記載されてい
る貯蔵倉庫内がほぼ満杯の状態の時の近接エコーの検出
技術を用いて距離の測定がなされるのであるが、このル
ーチンは遠方のエコーの検出を意図するものであり、「
短い音波の放射」領域内のエコーは検出しない。
プロファイルの初期の部分の代わりに載置される線は、
置き換えられる部分の最低点に相当する高さの水ＩＺ線
である。残りのデータは滑らかにするルーチン及び平ら
にするルーチン５Ｍ０ＯＴＨＦＩＬＥ ２及びＦＬＡＴ
ＴＥＮ ＦＩＬＥ ２により処理され、プロファイルか
らエコーが除去される。滑らかにするルーチンにより隣
接点が平均される。平均される点の数は滑らかさの程度
を調節できるように選択される。
置き換えられる部分の最低点に相当する高さの水ＩＺ線
である。残りのデータは滑らかにするルーチン及び平ら
にするルーチン５Ｍ０ＯＴＨＦＩＬＥ ２及びＦＬＡＴ
ＴＥＮ ＦＩＬＥ ２により処理され、プロファイルか
らエコーが除去される。滑らかにするルーチンにより隣
接点が平均される。平均される点の数は滑らかさの程度
を調節できるように選択される。
平らにするルーチンはプロファイルの」一方に突出した
部分総べてを平らにしてエコーを除去する。
部分総べてを平らにしてエコーを除去する。
サブルーチンＤ Ｂｌ？ＥＡＫＰＯＩＮＴはプロファイ
ルの中の下方に向かう傾斜が無くなる中断点を検出する
。
ルの中の下方に向かう傾斜が無くなる中断点を検出する
。
サブルーチンＬＩＮＩＥＡＲｌ？ＥＧＲＩＥｓｓｌＯＮ
は、ファイルの中で中断点に先行する部分から得られる
データの線形回帰を実施する。サブルーチン５ＬＯＰＥ
ＩＮ Ｆ２はファイルＦ２の中で線形回帰の傾斜に参
目当するプロファイルを描く。ファイルＦ２内のプロフ
ァイルはファイルＰＬ内の初期エコープロファイルと比
較され、ファイル１２２の線形回帰との最初の交差に先
行するファイルＦ１の部分はファイルＦ２の対応する部
分に置き換えられる、即ち、エコープロファイルの振動
盲部は線形回帰に置き換えられる。
は、ファイルの中で中断点に先行する部分から得られる
データの線形回帰を実施する。サブルーチン５ＬＯＰＥ
ＩＮ Ｆ２はファイルＦ２の中で線形回帰の傾斜に参
目当するプロファイルを描く。ファイルＦ２内のプロフ
ァイルはファイルＰＬ内の初期エコープロファイルと比
較され、ファイル１２２の線形回帰との最初の交差に先
行するファイルＦ１の部分はファイルＦ２の対応する部
分に置き換えられる、即ち、エコープロファイルの振動
盲部は線形回帰に置き換えられる。
この修正されたファイルＦ２はサブルーチン５Ｍ０ＯＴ
ＨＰＩｌ、Ｅ ２及びサブルーチンＴＶＴ １．ＩＮＥ
ＡＲを用いて再び処理される。後者のサブルーチンはサ
ブルーチンＤ ＢＲＥＡＫＰＯＩＮＴＳＬＩＮＥＡＲＲ
ＥＧＲＥＳＳＩＯＮ 、及びＳｌ、ＯＰＥ ＩＮ Ｆ２
を呼び出し、中断点に先行するプロファイルの部分に基
づいて線形回帰が再びプロットされる（ステップ３０４
） サブルーチンＴＶＴ ＬＩＮＥＡＲはファイルの
終りから線形回帰との交差部まで後方に水平な線を描き
（ステップ３０５）、ファイルＦ２の時変しきい値ＴＶ
Ｔを生成する。
ＨＰＩｌ、Ｅ ２及びサブルーチンＴＶＴ １．ＩＮＥ
ＡＲを用いて再び処理される。後者のサブルーチンはサ
ブルーチンＤ ＢＲＥＡＫＰＯＩＮＴＳＬＩＮＥＡＲＲ
ＥＧＲＥＳＳＩＯＮ 、及びＳｌ、ＯＰＥ ＩＮ Ｆ２
を呼び出し、中断点に先行するプロファイルの部分に基
づいて線形回帰が再びプロットされる（ステップ３０４
） サブルーチンＴＶＴ ＬＩＮＥＡＲはファイルの
終りから線形回帰との交差部まで後方に水平な線を描き
（ステップ３０５）、ファイルＦ２の時変しきい値ＴＶ
Ｔを生成する。
ステップ３０７では、サブルーチンＩ？ＩＮＧＤＯＷＮ
Ｆ２によるこの部分の処理の間に、しきい値プロファ
イルの初期の振動音消滅部が予測されたエコープロファ
イルの水準より高い水準に調整される。
Ｆ２によるこの部分の処理の間に、しきい値プロファ
イルの初期の振動音消滅部が予測されたエコープロファ
イルの水準より高い水準に調整される。
ステップ４００ テは、サブルーチ：／ＴＶＴ ＩＮ
Ｆ２によりファイルＦ２内に形成された時変しきい値Ｔ
ＶＴは、いま述べた技術、又は別の技術、或いは修正し
た技術のいずれを用いる場合にも、サブルーチンＡＬＰ
ＡＬＧＯＲＩＴＨＭの制御の下に、ステップ１００及
び２００で処理されたエコープロファイルと比較され、
様々な基準又は様々な基準の組み合わせに従って”真“
のエコーであるの可能性の高いエコーを選択する。この
サブルーチンはステップ４０１で開始され、ファイルＦ
３が消去される（ステップ４０２）と後のステップ４０
３．４０４．４０５で生成されるエコーデータを受は取
り始める。もっとも、後のステップ４０３．４０４．４
０５のいずれを実施するかを決めるパラメータはプリセ
ット可能である。
Ｆ２によりファイルＦ２内に形成された時変しきい値Ｔ
ＶＴは、いま述べた技術、又は別の技術、或いは修正し
た技術のいずれを用いる場合にも、サブルーチンＡＬＰ
ＡＬＧＯＲＩＴＨＭの制御の下に、ステップ１００及
び２００で処理されたエコープロファイルと比較され、
様々な基準又は様々な基準の組み合わせに従って”真“
のエコーであるの可能性の高いエコーを選択する。この
サブルーチンはステップ４０１で開始され、ファイルＦ
３が消去される（ステップ４０２）と後のステップ４０
３．４０４．４０５で生成されるエコーデータを受は取
り始める。もっとも、後のステップ４０３．４０４．４
０５のいずれを実施するかを決めるパラメータはプリセ
ット可能である。
通常は、これら３種類のステップ総べてか実施されるが
、これらのステップから信頼のあるデータを得られない
特定の応用分野においては、ステップを１個又は２個省
略することもできる。
、これらのステップから信頼のあるデータを得られない
特定の応用分野においては、ステップを１個又は２個省
略することもできる。
ステップ４０３では、サブルーチンＡＤＤ ＡＬＬ Ａ
ＲＥＡＥＣＨＯＥＳＴＯＰＩＩＪ ３の実行により、プ
ロファイルの中でＴＶＴより」１方に突出する各エコー
の領域に比例した数が、ファイルＦ３の中で関連するピ
ークの位置に相当する位置に付は加えられる。このサブ
ルーチンは、両ファイルの比較を最初から始めて、エコ
ープロファイルとＴＶＴとの初期上昇交差部を捜す。曲
線間の領域の合計及び記憶を下降交差部に至るまで行な
い、両交差部間にピーク値を有する最後のサンプルの位
置の検出及び記憶をする。典型的には領域の１／８の分
数に等しい値は、ピーク値を有する最後のサンプルの位
置に相当するファイルＦ３の中の位置に記憶される。こ
の処理は、上昇及び降下交λ部の各封缶にファイルＦ１
及びＦ２が終了するまで繰り返される。
ＲＥＡＥＣＨＯＥＳＴＯＰＩＩＪ ３の実行により、プ
ロファイルの中でＴＶＴより」１方に突出する各エコー
の領域に比例した数が、ファイルＦ３の中で関連するピ
ークの位置に相当する位置に付は加えられる。このサブ
ルーチンは、両ファイルの比較を最初から始めて、エコ
ープロファイルとＴＶＴとの初期上昇交差部を捜す。曲
線間の領域の合計及び記憶を下降交差部に至るまで行な
い、両交差部間にピーク値を有する最後のサンプルの位
置の検出及び記憶をする。典型的には領域の１／８の分
数に等しい値は、ピーク値を有する最後のサンプルの位
置に相当するファイルＦ３の中の位置に記憶される。こ
の処理は、上昇及び降下交λ部の各封缶にファイルＦ１
及びＦ２が終了するまで繰り返される。
サブルーチンＡＤＤ ＡＬＬ ＬＡＲＧＥ ＥＣＨＯＥ
Ｓ Ｔｏ ＦＩＬＥ ３により実行されるステップ４０
４では、同様の処理がなされる。但し、交差部の各対の
間のエコープロファイルより低い領域を合計する替わり
に、ＴＶＴより高いピークが検出され記憶される。
Ｓ Ｔｏ ＦＩＬＥ ３により実行されるステップ４０
４では、同様の処理がなされる。但し、交差部の各対の
間のエコープロファイルより低い領域を合計する替わり
に、ＴＶＴより高いピークが検出され記憶される。
サブルーチンＡＤＤ ＡＬＬ ＰＩＲ８Ｔ ＥＣＩ（Ｏ
ＥＳ ＴＯＦＩＬＥ ３により実行されるステップ４０
５では、ステップ４０４に類似した処理か再びなされる
。但し、サブルーチンＦＩＲ８Ｔ ＩＮＴＥＲ８ＥＣＴ
によりピークを検出してその値を記憶する際に、ＴＶＴ
を上昇して前記ピークと交差させてから（ステップ４０
Ｂ ） 、次のピークを捜査する。この処理は次のピー
クが検出されなくなるまで続けられる（ステップ４ｏ７
）。
ＥＳ ＴＯＦＩＬＥ ３により実行されるステップ４０
５では、ステップ４０４に類似した処理か再びなされる
。但し、サブルーチンＦＩＲ８Ｔ ＩＮＴＥＲ８ＥＣＴ
によりピークを検出してその値を記憶する際に、ＴＶＴ
を上昇して前記ピークと交差させてから（ステップ４０
Ｂ ） 、次のピークを捜査する。この処理は次のピー
クが検出されなくなるまで続けられる（ステップ４ｏ７
）。
調節されたＴＶＴの高さ水準よりも高い位置で検出され
た各ピークは高さが測定され記憶される。
た各ピークは高さが測定され記憶される。
ステップ４０３−４０５ （又はこれらの中の；３ｅ
ＨＨされたサブセット）が終了すると、ファイルＦ３
に格納され、位置が検出されたエコーを表わし、大きさ
が特定の部分で検出されたエコーの１合計を表わす値は
、実行されたステップの数により割り算され（ステップ
４０８） ルーチン５ＥＬＥＣＴ ＢＥＳＴ ＥＣＨ
ＯＦ＋？ＯＭ ＦＩＬＥ ３により本来のエコーの位置
が決定されてから（ステップ４０９）元に戻される（ス
テップ４１Ｏ）。エコーの位置を決定する第１段階とし
て、サブルーチン旧Ｇ）ＩＥｓＴ ＩＮ ＦＩＬＥ ３
はファイルＦ ３内ノＭ 高ｔ３． ヲ険出Ｌ、ルー
ｆ ＞ ＲＥＭＯＶＥ ＮＥＡＲＢＹＥＣＩＩＯＢＳ
ＦＲＯＭ Ｆ！＋、Ｅ ３はこの最高値の両側で典型的
にはファイルの長さの１／８の部分を消去し、その後フ
ァイルに残った最も高いエコーが検出される。最高値と
次ぎに高い隣接していない値との間の差はエコー検出ル
ーチンに適用される信頼性の程度を表わす。サブルーチ
ンＰＣＩＩＯＰＯ３ＩＴＩＯＮは、ファイルＦ３内の最
高値により特定されるエコーの位置の再判定に用いられ
るもので、ファイルＦ１のエコープロファイルとファイ
ルＦ２から得られるＴＶＴ曲線とを比較して、Ｆ３の最
高値の位置の最も近くの先行する交差部を特定し、この
交差部に先行するプロファイルの谷を検出し、谷の値及
びピークの値の平均から土台の値を割り出し、土台と谷
の後に続くエコープロファイルとの交差部を判定する。
ＨＨされたサブセット）が終了すると、ファイルＦ３
に格納され、位置が検出されたエコーを表わし、大きさ
が特定の部分で検出されたエコーの１合計を表わす値は
、実行されたステップの数により割り算され（ステップ
４０８） ルーチン５ＥＬＥＣＴ ＢＥＳＴ ＥＣＨ
ＯＦ＋？ＯＭ ＦＩＬＥ ３により本来のエコーの位置
が決定されてから（ステップ４０９）元に戻される（ス
テップ４１Ｏ）。エコーの位置を決定する第１段階とし
て、サブルーチン旧Ｇ）ＩＥｓＴ ＩＮ ＦＩＬＥ ３
はファイルＦ ３内ノＭ 高ｔ３． ヲ険出Ｌ、ルー
ｆ ＞ ＲＥＭＯＶＥ ＮＥＡＲＢＹＥＣＩＩＯＢＳ
ＦＲＯＭ Ｆ！＋、Ｅ ３はこの最高値の両側で典型的
にはファイルの長さの１／８の部分を消去し、その後フ
ァイルに残った最も高いエコーが検出される。最高値と
次ぎに高い隣接していない値との間の差はエコー検出ル
ーチンに適用される信頼性の程度を表わす。サブルーチ
ンＰＣＩＩＯＰＯ３ＩＴＩＯＮは、ファイルＦ３内の最
高値により特定されるエコーの位置の再判定に用いられ
るもので、ファイルＦ１のエコープロファイルとファイ
ルＦ２から得られるＴＶＴ曲線とを比較して、Ｆ３の最
高値の位置の最も近くの先行する交差部を特定し、この
交差部に先行するプロファイルの谷を検出し、谷の値及
びピークの値の平均から土台の値を割り出し、土台と谷
の後に続くエコープロファイルとの交差部を判定する。
第１図は本発明に基づく現在のところ好ましい実施例の
ブロック略図、第２図ないし第６図はメモリに格納され
たエコープロファイルを処理して所望のエコーを特定す
るためのフローチャー１・、第７図は処理ルーチンの構
造を示すツリー図、第８図ないし第１１図はルーチンに
より実行される機能のグラフである。 ８・・・メモリ手段、１２・・・計算手段（マイクロプ
ロセッサ）、１８・・・送信器、２０・・・音響変換器
、２４・・・アナログデジタル変換器、２６・・・レシ
ーバ、ＦＯｌＦｌ・・・デジタルデータベースファイル
、Ｆ２・・・時変しきい値ファイル、Ｆ３・・・比較フ
ァイル 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 日σｌ 巳０コ 冒吊冒８試藁置舅舅ゴ菖冒冒−田
ブロック略図、第２図ないし第６図はメモリに格納され
たエコープロファイルを処理して所望のエコーを特定す
るためのフローチャー１・、第７図は処理ルーチンの構
造を示すツリー図、第８図ないし第１１図はルーチンに
より実行される機能のグラフである。 ８・・・メモリ手段、１２・・・計算手段（マイクロプ
ロセッサ）、１８・・・送信器、２０・・・音響変換器
、２４・・・アナログデジタル変換器、２６・・・レシ
ーバ、ＦＯｌＦｌ・・・デジタルデータベースファイル
、Ｆ２・・・時変しきい値ファイル、Ｆ３・・・比較フ
ァイル 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 日σｌ 巳０コ 冒吊冒８試藁置舅舅ゴ菖冒冒−田
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、距離の測定が行なわれる原料の表面に向けられた少
なくとも１個の電気音響変換器と、各変換器を選択的に
作動させて選択された変換器に所定周波数の音響エネル
ギーを少なくとも１回発生させるために電気エネルギー
のパルスを送信する送信器と、 同一変換器がその後に受信した同一周波数の音響エネル
ギーから同一変換器により再生成された少なくとも１種
類の電気エネルギーの受信及び増幅をするレシーバと、 信号処理手段とを備え、 音響エネルギーが発生されてから原料の表面により反射
されたエコーに基づいて再生成された電気エネルギーが
レシーバにより受信されるまでの経過時間はエコーの発
生源までの距離に比例し、信号処理手段が、レシーバか
らの信号の出力振幅を所定間隔で繰り返し抽出して、抽
出したサンプルをデジタル化するアナログデジタル変換
器と、デジタル化されたサンプルの拡張シーケンスを記
憶して、受信した信号の振幅又は時間プロファイルを抽
出間隔に応じた解像度で描くデジタルデータベースファ
イルを同拡張シーケンスから作成するメモリ手段と、 同データベース中のデータにより描かれる振幅プロファ
イルを用いて、必要とするエコーに相当する可能性の最
も高い電気エネルギーにより生成される出力信号の一部
を時間軸との関連で分離し、時間軸の分離された部分内
のエコーから距離を割り出す計算手段とを有している音
響測距装置において、 計算手段は両デジタルデータベースから時変しきい値フ
ァイルを生成し、両デジタルデータベース相互を比較し
てエコープロファイルのピークデータの比較ファイルを
生成し、前記比較の前又は最中に両データベースファイ
ルの少なくとも一方及びしきい値ファイル内のデータを
処理して、比較ファイル内のデータから“真”のエコー
を認識する際に受信信号のプロファイルの“偽”の特性
の影響を受ける可能性を減少させることを特徴とする音
響測距装置。 ２、計算手段は、受信した信号のプロファイルを描くデ
ジタルデータベースファイルを調べて同プロファイル内
のピークの高さ及び幅を測定し、高さと幅の比率が“真
”のエコーと認定するピークの最大値である所定のしき
い値を越えるピークを取り除いてプロファイルを修正す
ることを特徴とする請求項１に記載の音響測距装置。 ３、計測手段は、受信した信号のプロファイルを描くデ
ジタルデータベースファイルを調べて同プロファイル内
の谷の幅を測定し、幅が所定のしきい値未満である谷を
取り除いて、共通の標的からの散乱エコーを谷の分離さ
れているピークによって表わすことを特徴とする請求項
１又は２に記載の音響測距装置。 ４、計算手段は、データベースファイルの少なくとも一
部に対して線形回帰を行なって、線形時変しきい値を有
するファイルを生成し、信号プロファイルを描くデータ
ベースファイルと線形時変しきい値ファイルとを比較し
て、信号プロファイル内のピークを特定することを特徴
とする請求項１、２、又は３に記載の音響測距装置。 ５、計算手段は、変換器の振動音衰微期間に相当するデ
ータベースファイルの最初の部分を取り除くステップと
、信号のサンプルの平均振幅が実質的に一定になる中断
点に続くデータベースファイルの後部を取り除くステッ
プと、残された部分の線形回帰を行なって傾斜を割り出
すステップと、補外法によりこの傾斜を延長して、この
ファイルの取り除かれた最初の部分をこの延長に置き換
えるステップとを実行することを特徴とする請求項４に
記載の音響測距装置。 ６、計算手段は、最初の部分の置き換えにより修正され
たデータベースファイルに対して更に線形回帰を行なっ
て、前記のようにして得られた傾斜から時変しきい値フ
ァイルの最初の部分を構成し、中断点で傾斜と交差する
水平線から残りの部分を構成することを特徴とする請求
項５に記載の音響測距装置。 ７、計算手段は、時変しきい値を有するファイルを生成
し、一連の異なる基準を用いてこのファイルと信号プロ
ファイルを描くデータベースファイルとを繰り返し比較
して後者内のピーク及び同ピークの大きさの両者を特定
し、プロファイルの異なる位置で繰り返し行なわれる比
較により配置されるそれぞれのピークの大きさの合計を
有するファイルを生成し、合計された量の中で最大のも
のを“真”のエコーを表わすエコープロファイル内のピ
ークとして選択することを特徴とする請求項１ないし６
のいずれか１つの項に記載の音響測距装置。 ８、ピークの大きさを判定するための異なる基準は、ピ
ークの領域、ピークの高さ、及び一連のピークが先行す
るピークの高さをどれだけ越えるかであることを特徴と
する請求項７に記載の音響測距装置。 ９、計算手段は合計された大きさの中で最大のものと、
この最大の合計された大きさに対応するピークから所定
距離よりも離れているピークに対応する次ぎに大きいも
のとを比較することを特徴とする請求項８に記載の音響
測距装置。 １０、計算手段は、受信した信号のプロファイルを描く
デジタルデータベースファイルと比較するために生成さ
れた時変しきい値ファイルを選択的に局部的に上方に調
整するが、この調整の位置及び大きさはファイル相互が
比較される際に公知の位置及び大きさの“偽”のエコー
の検出を妨害するように選択されることを特徴とする請
求項１ないし９のいずれか１つの項に記載の音響測距装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/190,391 US4890266A (en) | 1987-04-22 | 1988-05-05 | Acoustic range finding system |
| US190,391 | 1994-02-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0262992A true JPH0262992A (ja) | 1990-03-02 |
| JP2701937B2 JP2701937B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=22701145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1112327A Expired - Lifetime JP2701937B2 (ja) | 1988-05-05 | 1989-05-02 | 音響測距装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4890266A (ja) |
| EP (1) | EP0340953B1 (ja) |
| JP (1) | JP2701937B2 (ja) |
| AT (1) | ATE69894T1 (ja) |
| AU (1) | AU621610B2 (ja) |
| CA (1) | CA1301908C (ja) |
| DE (1) | DE68900470D1 (ja) |
| ES (1) | ES2028438T3 (ja) |
| GR (1) | GR3003853T3 (ja) |
| ZA (1) | ZA893319B (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0464787U (ja) * | 1990-10-17 | 1992-06-03 | ||
| JPH0666934A (ja) * | 1992-06-03 | 1994-03-11 | Endress & Hauser Gmbh & Co | パルス走行時間方式の距離測定方法および装置 |
| JPH10506232A (ja) * | 1994-08-31 | 1998-06-16 | サイマー・インコーポレーテッド | 波長計とそれにより制御されるチューナブルレーザの温度補償方法および装置 |
| JP2009019431A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Daiichi Kizai Kk | 雨水排水装置 |
| JP2016524693A (ja) * | 2013-05-16 | 2016-08-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 部屋寸法推定の決定 |
| RU189788U1 (ru) * | 2019-02-11 | 2019-06-04 | Общество с ограниченной ответственностью "КОМПСТАР" | Ультразвуковой дальномер |
Families Citing this family (43)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0727023B2 (ja) * | 1988-09-05 | 1995-03-29 | 古野電気株式会社 | 水中探知装置 |
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| US5103728A (en) * | 1990-05-29 | 1992-04-14 | Baldwin Technology Corporation | Ink level control system for offset printing presses |
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