JPH03148087A - 速度検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波のドプラ効果を利用して対地速度を検
出する速度検出装置に関し、詳しくは路面から反射され
た超音波の周波数を測定して移動体の速度を求める速度
検出装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば自動車の如き路面上を移動する移動体においては
、該移動体の路面に対する移動速度、即ち対地速度を高
精度で検出したいという要請がある。

かかる移動体の対地速度を検出する方法の１つに、移動
体に超音波の送信器と受信器とを設け、送信器から路面
に向けて超音波を送信し該超音波の路面からの乱反射波
を受信器で受信し、その受信された乱反射波におけるド
プラシフト周波数をカウンタで検出し、この検出結果に
基づいて移動体の対地速度を検出する方法が知られてい
る（例えば特開昭６２−１２３３７８号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した超音波は移動体と路面の間の空
気を媒体とする粗密波であるため風や気温の変化等の外
乱や路面の凹凸の変化による影響を受けやすい。したが
って、上記受信器により受信される乱反射波の振幅は大
きくなったり小さくなったり常に変化しており、上記カ
ウンタにおいて、所定時間にこのカウンタに入力される
乱反射波の波数をカウントする場合に振幅の極めて小さ
くなる部分についてはカウントされないこととなるので
、このような従来技術を用いると実際の乱反射波の周波
数よりも低い周波数と判断してしまい、この結果速度の
検出誤差が極めて大きくなるという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
であり、超音波の乱反射波の振幅が微弱になるような場
合にも精度の高い速度検出を行なうことのできる速度検
出装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の速度検出装置は、所定期間内に受信された路面
からの乱反射波の波数をカウントして周波数を測定する
際に、上記乱反射波の振幅が所定レベル以上であるとき
のみ上記周波数測定を行なうよう、制御手段によって上
記周波数測定手段のオン・オフ動作を制御するようにし
たことを特徴とするものである。すなわち、本発明の速
度検出装置は、路面上を移動する移動体に設けられてこ
の移動体の対地速度を検出する速度検出装置であって、
上記移動体から路面に向けて、所定周波数の超音波信号
を送信する送信手段と、この送信された超音波信号の路
面からの反射信号を受信する受信手段と、この受信され
た反射信号の波数をカウントして周波数を測定する周波
数測定手段と、上記受信された反射信号の振幅レベルが
所定レベル以上であるときのみ上記測定が行なわれるよ
うに上記周波数測定手段のオン・オフを制御する制御手
段と、上記測定された値に基づき、上記反射信号の、上
記送信手段から送信された際の超音波信号に対するドプ
ラシフト量を算出し、その算出結果に基づき上記移動体
の対地速度を演算する速度演算手段とを備えたことを特
徴とするものである。

なお、上記周波数測定手段をオフする場合はカウント時
間も停止するようになっており、カウント時間の累積が
所要時間となったときのカウント値が測定値となる。

（作　　用） 上記構成によれば、乱反射波が確実に判別し得る、波形
振幅が所定レベル以上であるときのみ周波数測定手段を
作動させるようにしており、この作動させた累積期間と
、この期間中に入力された乱反射波の波数に基づき乱反
射波の周波数を算出することができるので精度の高い乱
反射波の周波数測定を行なうことが可能となる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例の速度検出装置を示すブロッ
ク図である。この装置は矢印Ａ方向に移動する車両Ｂの
所定位置に配設されており、まず発振器１からの信号に
応じて送信器２から周波数２００ＫＩＩｚの連続波超音
波が路面３に向けて送信される。この超音波は路面３で
乱反射され、その一部は送信器２に近接して配された受
信器４に入射する。入射超音波の周波数はドプラ効果に
より２００ＫＨｚからΔｆに相当する周波数だけシフト
した値となっており、この受信器４により２００ＫＨｚ
±Δｆに相当する周波数を有する電気信号に変換される
。

この電気信号はこの後、増幅回路５で増幅され、バンド
パスフィルタ６でノイズを除去されて整形回路７および
エンベロープ回路８に入力される。

この整形回路７においてはフィルタ６から出力された電
気信号が所定のスライスレベルを用いて矩形整形されて
矩形パルスが生成され、この後この生成された矩形パル
スは周波数カウンタ９に入力される。一方、エンベロー
プ回路８においては、フィルタ６から出力された電気信
号のエンベロープが取り出され、さらに上記整形回路７
で用いられたスライスレベルと同じ（もしくは若干高い
）スライスレベルによってこのエンベロープ波形が矩形
整形されゲート信号が生成される。このゲート信号は周
波数カウンタ９のイネーブル入力端子ＩＯに入力される
。周波数カウンタ９はイネーブル入力端子ＩＯに、ゲー
ト信号のＨレベル信号が入力されているときのみ整形回
路７からの矩形パルスをカウントし、ゲート信号のＬレ
ベル信号が入力されているときは上記カウントは行なわ
ない。また、この周波数カウンタ９はゲート信号がＨレ
ベル状態となっているときの期間を積算し、この積算さ
れた値が所定期間となったときのカウント値に基づいて
上記周波数を算出し、この算出された周波数の、上記発
振器１から出力された電気信号の周波数に対するドプラ
シフト量に基づいて車両の対地速度を演算する。この演
算された結果はデジタル信号の形で速度表示部１１に送
出される。この速度表示部１１は搭乗者の視覚で判断で
きるようにそのときの速度を表示する。

以下、第２図を用いて上述した実施例装置の作用につい
て説明する。受信器４によって受信されるべき、路面３
からの乱反射信号は風や温度変化等による外乱および路
面の凸凹変化等によりその振幅が大きく変化した連続波
超音波信号となる。

この超音波信号は受信器４によって第２図（ａ）に示す
ような振幅が大きく変化する波形形状の電気信号に変換
される。整形回路７は、この電気信号のうち所定のスラ
イスレベル１２を超える振幅を有する信号が入力された
ときのみ、この信号に対応して第２図（ｂ）に示すよう
な矩形パルスを生成し、この矩形パルスは周波数カウン
タ９に入力される。

この周波数カウンタ９では予め定められた所定期間内に
入力された上記矩形パルスの数をカウントし、このカウ
ント値から周波数を算出し、さらにこの周波数に基づい
て演算された速度をデジタル信号の形で速度表示部１１
に送出する。

ところで受信器４で受信された電気信号は第２図（ａ）
に示すように振幅が大きく変化しており、振幅が極めて
微弱となったときはスライスレベル１２を超えないので
矩形パルスが生成されない。したがって、連続する所定
の期間内に周波数カランり９でカウントされた矩形パル
スの数からそのまま周波数を算出すると実際の値よりも
小さい値となってしまう。そこで本実施例装置において
はエンベロープ回路８により、第２図（ａ）に示す電気
信号波形の包路線（エンベロープ）を矩形整形して第２
図（Ｃ）に示すようなゲート信号を生成し、このゲート
信号をイネーブル信号として周波数カウンタ９のイネー
ブル端子ｌＯに入力するようにしている。これにより、
周波数カウンタ９はゲート信号がＨレベルとなっている
ときのみ矩形パルスのカウントを行ない、これとともに
ゲート信号がＨレベルとなっているときの期間を積算し
、この積算値が予め定められた所定期間となったときの
上記カウント値に基づいて周波数を算出するようにして
いる。本実施例装置はこのようにして受信信号が微弱な
場合に周波数カウンタ９の動作を停止しているので誤カ
ウントが極めて少なく、従来の装置では周波数の検出誤
差が５０％以上となるような事態が発生していたのに比
べ、本実施例装置を用いればその誤差を常時数％以下に
することが可能となる。

なお、本発明の速度検出装置としては上述した実施例装
置のものに限られるものではなく、この実施例装置に対
して種々の変更が可能である。例えば、上述した実施例
装置ではエンベロープ回路８において電気信号の包絡線
に基づいてゲート信号を生成するようにしているが、こ
れに代え、整形回路７により生成された矩形パルスが所
定期間内に生成され続けている限りＨレベル状態となる
ように、矩形パルスがこの所定期間内に生成されなけれ
ば、次に矩形パルスが入力されるまでＬレベル状態とな
るようにしてゲート信号を生成し、このゲート信号によ
り上記周波数カウンタを制御するようにしてもよい。

また、上述した実施例装置においては送信器２から送信
される超音波の周波数を２００ＫＩＩｚとしているが、
本発明の装置に用いられる超音波の周波数はこれに限ら
れるものではなく状況に応じて最適な周波数を選択する
ことが可能である。

（発明の勤果） 以上説明したように、本発明の速度検出装置によれば、
受信された乱反射波の振幅レベルが所定レベル以上であ
るときに周波数測定手段を作動させ、この作動させた累
積期間とこの期間中に入力された乱反射波の波数に基づ
き乱反射波の周波数を算出するようにしているので高精
度で乱反射波の周波数測定を行なうことができ、さらに
この測定値に基づいて得られる車両の対地速度の検出誤
差を小さいものとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による速度検出装置を示すブロ
ック図、第２図は第１図に示す実施例装置の作用を説明
するためのグラフである。 １・・・発振器　　　　　　２・・・送信器３・・・路
面　　　　　　　４・・・受信器７・・・整形回路　　
　　　８・・・エンベロープ回路９・・・周波数カウン
タ　　１１・・・速度表示部１２・・・スライスレベル １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 路面上を移動する移動体に設けられて該移動体の対地速
   度を検出する速度検出装置であって、前記移動体から路
   面に向けて、所定周波数の超音波信号を送信する送信手
   段と、 該送信された超音波信号の路面からの反射信号を受信す
   る受信手段と、 所定期間内に該受信された反射信号の波数をカウントし
   て周波数を測定する周波数測定手段と、前記受信された
   反射信号の振幅レベルが所定レベル以上であるときのみ
   前記測定が行なわれるように前記周波数測定手段のオン
   ・オフを制御する制御手段と、 前記測定された値に基づき、前記反射信号の、前記送信
   手段から送信された際の超音波信号に対するドプラシフ
   ト量を算出し、その算出結果に基づき前記移動体の対地
   速度を演算する速度演算手段とを備えたことを特徴とす
   る速度検出装置。