JPH0346587A - 超音波式距離測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、パルス列からなる超音波を親器と子器との間
で送受波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波して、送受波に要す
る時間から距離を測定するものがあり、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、比較的に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３図及び
第４図に従って説明する。第３図の超音波式距離測定装
置は、車両Ａ　＋　、Ａ　２の車間間隔を測定するため
に用いたもので、両車両Ａ、、Ａ２に超音波センサー１
．２を設けている。尚、以下の説明においては、便宜上
車両Ａ、の超音波センサー１を粗層と呼び、車両Ａ２の
超音波センサー２を予察と呼ぶ。また、粗層１と予察２
の間の送受波はパルス列からなる超音波を用いて行って
いる。粗層１から送波される第４図（、）に示すパルス
列からなる超音波Ｐ１は、空気中を伝搬して同図（１）
〉に示すように時間ｔまたけ遅れて予察２に受波される
（Ｒ＋）。予察２は、受波後に時間ｔ。たけ待って同図
（ｃ〉に示すようにパルス列からなる超音波Ｐ２を送波
し、同図（ｄ）に示すように時間ｔ２だけ遅れて粗層１
に受波される（Ｒ２）。粗層１には予察２の送波待ち時
間ｔ。が予め与えられているので、粗層１及び予察２の
間の距離ｄは、ｄ＝（ｔ−ｔ、）÷２×（ または、 ｄ＝（ｔ＋　　ｔ２）÷２Ｘｃ で求められる。但し、上記Ｃは音速を示す。尚、この距
ＩＩｆｄの求め方は特開平１−１０１４８７号公報（特
願昭６２−２６００３４号〉に記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図のように車両Ａ１と車両Ａ２との間の距離を求め
るときは、車両Ａ１だけとか車両Ａ２だけとかではなく
、両車両Ａ　＋　、　Ａ　２共、車間の距離を知りたい
場合が多い。ところが、前記の方式を用いると、粗層１
ては、粗層１と予察２との間の距＠ｄを求めることがで
きるが、予察２では距離を求めることがてきないという
問題があった。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、粗
層及び予察の両方で距離を求めることができるようにし
た超音波式距離測定装置を提供することを目的としたも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、予察が粗層からの超音波を受波して粗層へ超
音波を返信するまでの予察の送波待ち時間を粗層が既知
とし、粗層が予察がらの超音波を受波して子器ｌ＼超音
波を返信するまでの粗層の送波待ち時間を予察が既知と
し、超音波を送波してから受波するまでの時間から両者
間の距離を測定する測定手段を粗層及び予察に夫々設け
たものである。

［作　用］ 上記構成により、粗層及び予察が夫々送波待ち時間を既
知として、測定手段により、超音波を送波してから受波
するまでの時間から両者間の距離を測定するようにして
いる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。本発
明は、パルス列からなる超音波を粗層より送波し、上記
超音波を予察にて受波して、予め設定した所定時間だけ
経過した後に、予察から粗層にパルス列からなる超音波
を返信し、上記粗層からの超音波の送波時点から予察か
ら返信された超音波を粗層が受波するまでの要する時間
によって粗層と予察との間の距離を測定するようにして
いるものである。そして、本発明の超音波式距離測定装
置においては、超音波パルスを自ら能動的に送波する粗
層１と、粗層１からの受波パルス信号により粗層１に向
けて返信のパルスを送波する予察２との親子式として用
いることで初めて距離が測定できるものである。粗層１
が送波するタイミングは、本発明では予察２からの受波
パルス信号を次の送波タイミングとし、受波がなければ
一定時間間隔で送波することを原則としているが、一定
ではなく例えば、ランダムな時間間隔でも良いものであ
る。

以下・、具体的に構成を詳述する。第１図において、ま
ず粗層１から説明する。送波回路４は、予め設定された
継続時間のトーンバースト波なる超音波パルス信号を生
成する回路である。送波駆動回路５は、送波回路４で得
られた超音波パルス信号が超音波振動子６を充分に駆動
できるように増幅する回路である。尚、本実施例では、
超音波振動子６は送受一体型のものを用いているが、送
波専用、受波専用の２つの超音波振動子を用いても何等
差し支えない。受波ゲート回路７は、超音波パルス送波
後に受波信号の取り込みを開飴する時刻及び終了す“る
時刻を設定する回路である。受波回路８は、受波された
超音波パルスを増幅して受波回路８の内部にある距離算
出部８１は、親器１及びチ密２の間の距離を求める部分
であり、両者間の距離を測定する測定手段を構成してい
る。

また、送波タイミング設定回路３は、受波回路８より超
音波パルスの受波があった旨を受け、次回の送波タイミ
ングを決める回路である。

次に、動作を説明する。第２図に本発明の実施例の動作
タイミングチャートを示す。第２図（、）に示すように
、親器１の送波回路４は、送波タイミング設定回路３よ
り送波のタイミング信号を受けて、パルス列からなる超
音波Ｐ１を送波する。

ただし、例えば距離が遠くてチ密２との送受波ができな
いような場合、送波タイミング設定回路３からはタイミ
ング信号が来ないのて、送波回路４は自分自身で予め設
定された送波時間間隔で超音波パルスＰ、を送波する。

次に、親器１は送波開始時刻から時間ｔｒ（受波待ち時
間〉だけ待って受波を開始するように受波ゲート回路７
により受波ゲートを設ける。この時間ｔｒだけ待つ理由
は、親器１とチ密２とが互いに接近している場合、超音
波の伝搬の時間遅れが少ないので、送波タイミング設定
回路３が頻繁にタイミング信号を出力し、それによって
送波時間間隔が短くなってしまうので、それだけ多重回
反射の影響を受けやすくなるがらである。時間ｔｒの値
は、本超音波式距離測定装置を設置する場所や、まわり
の環境によって最適値を決める。

送波された超音波パルスは空気中を伝搬して第２図（１
））に示すように時間ｔ１だけ遅れてチ密２にＲ１とし
て受波される。チ密２はＲ１の受波後に時間ｔｓ　　（
送波待ち時間）だけ待って同図（Ｉ〕）に示すようにパ
ルス列からなる超音波Ｐ２を送波し、同図（、）に示す
ように時間ｔ２だけ遅れて親器１にＲ２として受波回路
８で受波される。親器１にはチ密２の送波待ち時間ｔｓ
′が既知であるがら、親器１及びチ密２の間の距離ｄは
、次式で示され、距離算出部８１において演算される。

ｄ＝（ｔ−ｔｓ′）÷２Ｘｃ ただし、ｔは超音波を開始してがら、返信の超音波を受
波するまでの時間であり、Ｃは音速である。尚、親器１
とチ密２との相対距離が変わらない場合は、１．＝１２
となるが、変化している場合は、（ｔ　＋　＋　ｔ　２
）／　２の平均の距離となる。

次に、チ密２の送波Ｐ２から始めると、チ密２は送波開
始時刻から時間ｔｒ′（受波待ち時間）だけ待って受波
を開始するように受波ゲートを設ける。送波された超音
波パルスは空気中を伝搬して第２図（ａ）に示すように
時間ｔ２だけ遅れて親器１にＲ２として受波される。親
器■はＲ２受波後に時間ｔｓ（送波待ち時間）だけ待っ
て同図（ａ）に示すようにパルス列からなる超音波Ｐ３
を送波し、同図（ｂ）に示すように時間ｔ３だけ遅れて
チ密２にＲ３として受波される。チ密２には親器１の送
波待ち時間ｔｓが既知であるから、親器１及びチ密２の
間の距離ｄは次式で示される。

ｄ＝（ｔ−ｔｓ）÷２Ｘｃ ただし、Ｃは音速である。尚、親器１とチ密２との相対
距離が変わらない場合は１２＝　１３となるが、変化し
ている場合は、（ｔ２＋ｔ３）／２の平均の距離となる
。

以上のように、親器１が送波してから受波を如めるまで
の受波待ち時間をチ密２が既知で、チ密２が送波してか
ら受波を飴めるまでの受波待ち時間を親器１が既知とし
ていることで、親器１及びチ密２の両方で距離を求める
ことができるものである。

また、親器１及びチ密２の陶器において、受波待ち時間
及び送波待ち時間を夫々同一にしても前記の動作には何
等差し障りがないし、同一にすることで、親器１とチ密
２とが同一構成の装置で実現できるもので馬、る。これ
は、例えば、上記時間ｔｓとｔｓ’とでパラメータが違
えば、回路が変わったり、プログラムやデータが変わっ
てしまい、親器、子器それぞれ専用のものを作らなくて
はならなくなる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、チ密が親器がらの超音波を受波
して鋭器Ｉ＼超音波を返信するまでの子器の送波待ち時
間を鋭器が既知とし、鋭器が子器からの超音波を受波し
て子器へ超音波を返信するまでの鋭器の送波待ち時間を
子器が既知とし、超音波を送波してから受波するまでの
時間から両者間の距離を測定する測定手段を鋭器及び子
器に夫々設けたものであるから、鋭器及び子器が夫々送
波待ち時間を既知として、測定手段により、超音波を送
波してから受波するまでの時間から両者間の距離を測定
するようにしているものであり、そのため、鋭器及び子
器の両方で距離を測定することができる効果を奏するも
のである。

また、送波してから受波を開始するまでの受波待ち時間
を鋭器及び子器で同一にし、受波してから次の送波を開
始するまでの送波待ち時間を鋭器及び子器で同一にして
いることで、鋭器と子器との構成を同一にすることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は同上の
タイミングチャート、第３図は従来例の説明図、第４図
は同上のタイミングチャートである。 １は鋭器、 ２は子器である。

Claims (2)

【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波し、上記
   超音波を子器にて受波して、予め設定した送波待ち時間
   だけ経過した後に子器から親器にパルス列からなる超音
   波を返信し、上記親器からの超音波の送波時点から子器
   から返信された超音波を親器が受波するまでに要する時
   間によつて親器と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、子器が親器からの超音波を受波
   して親器へ超音波を返信するまでの子器の送波待ち時間
   を親器が既知とし、親器が子器からの超音波を受波して
   子器へ超音波を返信するまでの親器の送波待ち時間を子
   器が既知とし、超音波を送波してから受波するまでの時
   間から両者間の距離を測定する測定手段を親器及び子器
   に夫々設けたことを特徴とする超音波式距離測定装置。
2. （２）送波してから受波を開始するまでの受波待ち時間
   を親器及び子器で同一にし、受波してから次の送波を開
   始するまでの送波待ち時間を親器及び子器で同一にした
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波式距離測定装置
   。