JPH0323586Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、超音波物体検知装置に関し、更に詳
しくは、物体の存在とその位置を迅速に検知する
ことができる超音波物体検知装置に関する。

従来技術 従来の超音波物体検知装置として、例えば特開
昭57−84377号公報に開示の装置がある。これは
固定された複数の超音波センサを時分割的に切り
替え制御し、超音波の反射を利用して自動車の周
囲の障害物の存在とその位置を検知するものであ
る。

一方、モーターで旋回する台上に超音波センサ
を取り付け、超音波センサを旋回させて広い範囲
の物体検知を行う装置（いわゆるスキヤニングソ
ナー）が知られている。

従来技術の問題点 上記従来装置のうち、超音波センサが固定され
ている方式のものは、物体の存在を迅速に検出す
ることができるが、その検出可能な領域が限られ
るという問題点がある。

一方、超音波センサを旋回させるスキヤニング
方式のものは、広い領域にわたつて物体を検出で
きるが、超音波センサの旋回のために時間がかか
り、迅速な検出を行なえないという問題点があ
る。

考案の目的 本考案の目的とするところは、検出可能な領域
が広く、且つ、迅速に物体の存在と位置を検出す
ることができる超音波物体検知装置を提供するこ
とにある。

考案の構成 本考案の超音波物体検知装置は、比較的広角の
指向性検知領域をもつ第１の超音波センサ手段、
上記第１の超音波センサ手段よりも狭角の指向性
検知領域をもつ第２の超音波センサ手段、それら
超音波センサ手段を旋回させる旋回手段、およ
び、全目的領域をカバーするように第１の超音波
センサ手段で比較的大きな旋回角度位置毎に高速
で探知を行い、或る旋回角度位置で物体が検知さ
れたならば、その旋回角度位置における第１の超
音波センサ手段の検知領域をカバーするように第
２の超音波センサ手段で比較的小さな旋回角度位
置毎に高分解能で探知を行い、物体の存在方向を
検知する作動制御手段を具備してなることを構成
上の特徴とするものである。

作 用 第１の超音波センサ手段は、比較的広角の指向
性検知領域をもつもので、比較的大きな旋回角度
位置毎に探知を行うことにより、漏れなく目的領
域を高速でカバーすることができる。したがつ
て、全目的領域の探知を行う所要時間は短くてす
む。但し、物体を検知したときに、その存在方向
を検知する分解能は低いものとなる。

一方、第２の超音波センサ手段は、比較的挾角
の指向性検知領域をもつので、物体の存在方向を
検知する分解能は高いものとなる。しかし、これ
により全目的領域を漏れなく探知しようとする
と、比較的に小さな旋回角度位置毎に探知を行な
わなければならないため、所要時間が長くかか
る。

ところが、本考案の超音波物体検知装置では、
これらを組合せ、まず第１の超音波センサ手段に
より高速で探知をおこない、物体が検知される
と、そこでの第１の超音波センサ手段の検知領域
を第２の超音波センサ手段によつて細かく高分解
能で探知する。

したがつて、物体の存在を迅速に探知できると
共に、その存在方向を高い精度で検知できること
となる。

実施例 以下、図に示す実施例に基づいて本考案を更に
詳しく説明する。ここに第１図は本考案の超音波
物体検知装置の一実施例の検出ユニツトの断面平
面図、第２図は第１図に示す検出ユニツトが自動
車に取り付けられている状態を示す斜視図、第３
図は本考案の超音波物体検知装置の一実施例のブ
ロツク図、第４図は本考案の超音波物体検知装置
の一実施例の作動のフローチヤート、第５図は第
１の超音波センサ手段による目的領域の分割を示
す模式的平面図、第６図は第２の超音波センサ手
段による第１の超音波センサ手段の検知領域の分
割を示す模式的平面図である。尚、図に示す実施
例により本考案が限定されるものではない。

第１図〜第３図に示すように、本考案の超音波
物体検知装置１は、第１の超音波センサ手段２
と、第２の超音波センサ手段３と、これら超音波
センサ手段２，３を旋回させる旋回手段４と、こ
れらを制御する作動制御手段５を具備して基本的
になつている。

第１の超音波センサ手段２は、第１の超音波振
動子２ａを有し、比較的低い周波数（15kHz〜
40kHz）の超音波のパルスを発射し、その帯域の
反射波を検知して、物体の探知を行なう。

第２の超音波センサ手段３は、第２の超音波振動
子３ａを含むもので、比較的高い周波数（200k
Hz〜500kHz）の超音波のパルスを発射し、その
帯域の反射波を検知して、物体の探知を行なう。

上記第１の超音波振動子２ａと第２の超音波振
動子３ａはゴムマウント６によつて逆向きに一体
的に支持されており、第１の超音波振動子２ａは
目的検知方向と反対側を向き、反射板７を介して
超音波の授受を行うようになつている。また、第
２の超音波振動子３ａは目的検知方向を向き、直
接に超音波の授受をおこなうようになつている。

これら超音波振動子２ａ，３ａおよび反射板７
はケーシング８に収容され、旋回台４ａ上に載置
されている。

旋回台４ａは、前記旋回手段４に含まれる要素
で、同じく旋回手段４に含まれるステツピングモ
ータによつて回転される。

このような検出ユニツト９は、自動車Ａのリヤ
バンパーＢに設置されている。

第１の超音波センサ手段２は、半値幅30゜〜40゜
の比較的広角の指向性検知領域を有し、第５図に
示すように、Ｌ＝０からＬ＝８まで約22.5゜づつ
異なる旋回角度位置毎に探知を行なうことで、自
動車Ａの後方の180゜の目的領域を漏れなく高速で
カバーすることができる。

第２の超音波センサ手段３は、上記第１の超音
波センサ手段２よりも狭角の5゜〜7゜の指向性検知
領域を有し、第６図に示すように、ｌ＝０からｌ
＝８まで約3°づつ異なる旋回角度位置毎に高分解
能で探知を行うことで、第１の超音波センサ手段
２の指向性検知領域を高精度にカバーすることが
できる。尚、ｌ＝４の方向が、Ｌ方向に一致す
る。

作動制御手段５は、例えばマイクロコンピユー
タシステムであつて、制御の中枢となるものであ
る。その作動を第４図を参照し次に説明する。

超音波物体検知装置１を作動すると、まずイニ
シヤライズがおこなわれ（S1）、検出ユニツト９
の方向の指示としてＬ＝０が設定され（S2）、増
減フラグは「増」とセツトされる（S3）。

次に、旋回手段４が駆動されて、先に指定した
Ｌ＝０の方向に検出ユニツト９が向けられる
（S4）。

そして、第１の超音波センサ手段２からパルス
が発射され（S5）、その第１の超音波センサ手段
２で受信した受信波が解析され（S6）、物体が存
在するか否かが判断される（S7）。

物体の存在が確認されなければ、増減フラグの
方向にＬの値が更新される（S8）。最初はＬ＝０
であり、増減フラグは「増」であるから、Ｌの値
は１だけ増加されＬ＝１とされる。

次に、Ｌの値が−１か９かチエツクされ、いず
れでもなければ、前記ステツプS4移行する。

したがつて、Ｌ＝０の方向での探知の次は、Ｌ
＝１の方向での探知がおこなわれる。

以下Ｌ＝８まで探知がおこなわれ、ステツプ
S8に来ると、Ｌ＝９となる。

すると、ステツプS9からステツプS10へ移行
し、増減フラグが反転する。すなわち、「増」で
あれば「減」へ、「減」であれば「増」へと内容
が変更される。

初めは増減フラグが「増」であつたから、ここ
では「減」となる。

ついで、その増減フラグの方向にＬの値が２だ
け変更される。例えば、Ｌ＝９であつて、増減フ
ラグが「減」にされたとすれば、Ｌ＝７に変更さ
れる（S11）。

次いで、ステツプS4に移行するので、Ｌ＝７
の方向の探知が行われる。

以下Ｌ＝６，５，４，……と反時計回りに順に
探知が行われ、Ｌ＝０まで戻ると、再びＬ＝１，
２，３，…と時計回りに順に探知がおこなわれ
る。

かくして、物体が検知されない間は、第１の超
音波センサ手段２だけによつて自動車Ａの後方の
監視がおこなわれる。

さて、第１の超音波センサ手段２による探知に
おいて、一つの方向で物体が検知されると、ステ
ツプS7からステツプS12に移行する。

このステツプS12では、検知ユニツト９がｌ＝
０まで旋回される。つまり、物体が検知された方
向における第１の超音波センサ手段２の検知領域
の第５図における左端まで検出ユニツト９が戻さ
れる。

そして、第２の超音波センサ手段３によつて超
音波パルスが発射され（S13）、その第２の超音
波センサ手段３による受信波が解析され、物体が
存在するか否かが検知される（S14）。

ｌ＝０において物体が確認されなければ
（S15）、検出ユニツト９がｌ＝１に旋回される
（S16）。物体が確認されれば（S15）、その方向が
メモリーに記憶され（S18）、次いで検出ユニツ
ト９がｌ＝１に旋回される（S16）。

そして、ｌ＝９でないから（S17）、前記ステ
ツプS13にもどり、物体の検知が行われる。

ｌ＝８までの探知が終わると、ステツプS17か
らステツプS19に移行し、ｌ＝４まで検出ユニツ
ト９が戻される。

そして、前記ステツプS8に移行し、第１の超
音波センサ手段２によつて、引続き探知が行なわ
れる。

さて、第５図に示すＬ＝４の軸上に物体があつ
た場合に、これをどのくらいの時間で探知できる
かを考えてみると、一つの方向での探知に要する
時間が、例えば20msであり、一つの方向から次
の方向へ検出ユニツト９を旋回させる時間が
100msとしてＬ＝０から探知を開始したとすれ
ば、約0.5秒後には物体の存在を検知しているこ
ととなる。そして、第２の超音波センサ手段３に
よる一回の探知に要する時間が20msであり、第
２の超音波センサ手段３における一つの探知方向
から次の探知方向へ検出ユニツト９を旋回させる
時間が30msとすれば、物体を検知したのち約0.3
秒後には約3゜の分解能でその物体の方向を検知で
きることとなる。

そして、その検知の後、検出ユニツト９は旋回
を続けて他の方向を探知するが、約1.2秒後には
再びＬ＝４の軸上の物体を検知することとなる。

そこで、この超音波物体検知装置１は、物体の
存在方向の分解能は約3゜であり、物体の存在の時
間的変化を見分ける分解能は約1.2秒であるとい
うことができる。したがつて、本実施例装置によ
れば、物体の存在を迅速に探知できると共に、そ
の存在方向を高い精度で検知できることとなる。

考案の効果 本考案によれば、比較的広角の指向性検知領域
をもつ第１の超音波センサ手段、上記第１の超音
波センサ手段よりも狭角の指向性検知領域をもつ
第２の超音波センサ手段、それら超音波センサ手
段を旋回させる旋回手段、および、全目的領域を
カバーするように第１の超音波センサ手段で比較
的大きな旋回角度位置毎に高速で探知を行い、或
る旋回角度位置で物体が検知されたならば、その
旋回角度位置における第１の超音波センサ手段の
検知領域をカバーするように第２の超音波センサ
手段で比較的小さな旋回角度位置毎に高分解能で
探知を行い、物体の存在方向を検知する作動制御
手段を具備してなることを特徴とする超音波物体
検知装置が提供され、これにより物体の存在を、
迅速に、且つ、高分解能で検知することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の超音波物体検知装置の一実施
例の検出ユニツトの断面平面図、第２図は第１図
に示す検出ユニツトが自動車に取り付けられてい
る状態を示す斜視図、第３図は本考案の超音波物
体検知装置の一実施例のブロツク図、第４図は本
考案の超音波物体検知装置の一実施例の作動のフ
ローチヤート、第５図は第１の超音波センサ手段
による目的領域の分割を示す模式的平面図、第６
図は第２の超音波センサ手段似よる第１の超音波
センサ手段の検知領域の分割を示す模式的平面図
である。 符号の説明、１……超音波物体検知装置、２…
…第１の超音波センサ手段、３……第２の超音波
センサ手段、４……旋回手段、５……作動制御手
段、３ａ，４ａ……超音波振動子、４ａ……旋回
台、７……反射板、９……検出ユニツト、Ａ……
自動車、Ｂ……リヤバンパー、Ｌ……第１の超音
波センサ手段による探知方向、ｌ……第２の超音
波センサ手段による探知方向。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ (a) 比較的広角の指向性検知領域をもつ第１
   の超音波センサ手段、 (b) 上記第１の超音波センサ手段よりも狭角の
   指向性検知領域をもつ第２の超音波センサ手
   段、 (c) それら超音波センサ手段を旋回させる旋回
   手段、 および、 (d) 全目的領域をカバーするように第１の超音
   波センサ手段で比較的大きな旋回角度位置毎
   に高速で探知を行い、或る旋回角度位置で物
   体が検知されたならば、その旋回角度位置に
   おける第１の超音波センサ手段の検知領域を
   カバーするように第２の超音波センサ手段で
   比較的小さな旋回角度位置毎に高分解能で探
   知を行い、物体の存在方向を検知する作動制
   御手段 を具備してなることを特徴とする超音波物体
   検知装置。 ２ 第１の超音波センサ手段が、周波数15kHz以
   上40kHz以下で半値幅20゜以上である実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の超音波物体検知装
   置。 ３ 第２の超音波センサ手段が、周波数200kHz
   以上500kHz以下で半値幅8゜以下である実用新案
   登録請求の範囲第１項又は第２項記載の超音波
   物体検知装置。