JPH0365679A - 超音波検知システム - 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、超音波検知システムに関し、特に、車両と作
業者との間で、超音波を送受信して検知信号を出力する
ものに関する。

【従来の技＃ｉ】

従来の超音波検知システムでは、車両側にある超音波送
受波器が超音波パルスを送波し、作業者側にある超音波
送受波器が、超音波パルスを受波して、その受波パルス
を受信増幅器により増幅して、増幅された出力信号が予
め設定した基準レベルを越えるとき、それに応答して検
知信号を出力し、車両側でその検知七号を受信して、警
報を発していた。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の超音波検知システムで
は、受信増幅器の出力信号が基準レベルを越えるとき、
それに応答して検知信号を出力する。このため、その周
辺機器が超音波ノイズを発生したり、放送波やトランシ
ーバ通信波などの電磁波により誘導ノイズを発生したり
するとき、それらのノイズが受信増幅器で増幅されて、
そのノイズに応答し、超音波パルスを受信したかのよう
に誤動作を生じるという問題点があフた。 また、受信増幅回路が、車両などが発生するインパルス
性ノイズにより出力を発生することがあり、そのために
誤動作を生じるという問題点があった。 これらの誤動作を回避するため、車両側と作業者側とで
、異なる送信周波数を用いて送信を行い、それぞれ所定
の信号のみを選択するバンドパスフィルタを有する受信
回路によって受信を行うことが一般に行われている。 しかしながら、利用できる超音波送受波器の帯域が狭い
ため１作業者側と車両側とで送信周波数を近接させざる
を得ない、その結果、バントパスフィルタを墳する受信
回路を用いても、両者の送信信号を十分に分離すること
ができず、問題点の解決に不十分であった。 本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目
してなされたもので、ノイズに応答することにより生じ
る誤動作を防止し、送波側と受波側とで信頼性の高い超
音波検知ができるようにした超音波検知システムを提供
することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するため、 本願第１の発明の超音波検知システムは、超音波パルス
を送波する第１超音波検知ｒｔ１！と、駄第１超音波検
知装置から離れて存在し、前記超音波パルスを受波して
、検知信号を出力する第２超音波検知装置とを有する超
音波検知システムにおいて。 前記第２超音波検知装置は。 超音波パルスを受波するとき、前記第１ｍ音波検知装置
から送波される超音波パルスよりパルス幅の短い下限パ
ルスと、駄送波される超音波パルスよりパルス幅の長い
上式パルスとを発生するパルス発生手段と。 受波した超音波パルスの持続時間が、前記下限パルスの
持続時間より長く、かつ、＃記上限パルスの持続時間よ
り短いとき、前記検知信号を出力する検知信号出力手段
とを。 有することを特徴とする。 また１本願第２の発明の超音波検知システムは、受波側
に第１の発明の超音波検知システムを用い、受波側が、
送波側に上限パルスよりパルス幅の長い超音波パルスを
送波することを特徴とする。 また１本願第３の発明の超音波検知システムは、受波側
および送波側に第１の発明の超音波検知システムを用い
ることを特徴とする。 また、超音波検知装置は、超音波送波回路をも墳しても
よい。 超音波検知装置は、さらに、 前記超音波送波回路が超音波パルスを送波してから、返
ってきた超音波パルスを受波して前記検知信号を出力す
るまでの時間を測定する時間差検出回路と。 前記時間差検出回路により測定された時間から距離を算
出する演算回路と。 前記慎算回路により算出された距離を表示する表示器と
を有する超音波距離検知装置であってもよい。 また、超音波検知装置は、バッテリにより駆動し、携帯
用であってもよい。 また、移動体または作業車が、このような超音波検知装
置または超音波距離検知装置を有してもよい。 移動体には、道路工事に用いられるロードローラやパワ
ーシャベルなどの作業車６作業用ロボット、無人搬送車
、ロボット、トラックなどのあらゆる移動体を含むもの
である。

【作用】

第１超音波検知装置が、超音波パルスを送波する。 第２超音波検知装置が、その超音波パルスを受波して、
受波パルス信号を受信して、第１超音波検知装置から送
波される超音波パルスよりパルス幅の短い下限パルスと
、超音波パルスよりパルス幅の長い上限パルスとを発生
する。 次に、受波した超音波パルスの持続時間が、下限パルス
の持続時間より長く、かつ、上限パルスの持続時間より
短いとき、第２超音波検知装置は検知信号を出力する。 このため、受波した超音波パルスを、パルス幅の短い下
限パルスと比較して持続時間が長いときのみ選択するこ
とによって、受信増幅回路などに混入されるインパルス
性ノイズが除去される。 また、受波した超音波パルスを、パルス幅の長い上限パ
ルスと比較して持続時間が短いときのみ選択することに
よって、放送波やトランシーバ通信波などの電磁波によ
る持続性ノイズが除去される。 特に、第２超音波検知装置が、超音波送波回路をも有し
、第１超音波検知＊ｇに上限パルスよりパルス幅の長い
第２超音波パルスを送波する場合には、自己の送信波に
よる誘導ノイズが除去される。 こうして、ノイズが除去され、超音波検知＊ａの誤動作
が防止されるものである。

【実施例１ 以下、図面に基づき本発明の一実施例について説明する
。 第１５１１は１本発明の第１実施例の超音波検知装置の
構成を示すブロック図を示している。 ！１４図は１本発明の第１実施例の超音波検知システム
の構成を示す概略図である。 本実施例の超音波検知装置は１例えば、工事作業車と作
業者とに備え付けられている。 第４図で示すように、工事作業車側の超音波検知装置１
００は、送受波１１１０１と、パルス発生手段１０３と
、検知信号出力手段１０４と、警報回路１０５と、送信
指令装置１０２とを有している。 作業者側の超音波検知装置２００は、送受波器２０１と
、パルス発生手段２０２と、検知信号出力手段２０３と
を有している。 さらに、パルス発生手段１０３は、下限パルス発生回路
と、上限パルス発生回路とを有している。 下限パルス発生回路は、モノマルチ回路９により、上限
パルス発生回路は、モノマルチ回路１１により構成され
ている。 検知信号出力手段１０４は、ＡＮＤ回路１２により構成
されている。 従って、超音波検知装置は、詳細には、第１図に示すよ
うに、送受波器ｌと、送受切換回路２と、２つの受信増
幅回１８３，５と、バンドパスフィルタ４と、電圧比較
回路６と、５つの七ノステーブルマルチバイブレータ回
路（以下、モノマルチ回路」と省略する）７，９，１１
，１３゜１６と、インバータ８と、フリップフロップ１
０と、ＡＮＤ回路１２と１発振回路１４と、送信増幅回
路１５と、警報回路１７とを有している。 送受波器ｌは、送受切換回路２に！Ｉｔ統されている。 送受切換回路２は、受信増幅回路３に接続されている。 受信増幅回路３は、バンドパスフィルタ４に接続されて
いる。 バンドパスフィルタ４は、受信増幅回路５に接続されて
いる。 受信増幅回路５は、電圧比較回路６に接続されて、出力
Ｓｌを送る。 電圧比較回路６は、モノマルチ回路７およびフリップフ
ロップ１０に接続されて、出力Ｓ２を送る。 モノマルチ回路７は、インバータ８およびモノマルチ回
路９．１１に接続されて、出力Ｓ３を送る。 モノマルチ回路９は、フリップフロップ１０に接続され
て、出力Ｓ４を送る。 インバータ８、フリップフロップ１０およびモノマルチ
回路１１は、ＡＮＤ回路１２に接続されており、フリッ
プフロップ１０は、ＡＮＤ回路１２に出力Ｓ５を送る。 モノマルチ回路１１は、ＡＮＤ回路１２に出力Ｓ６を送
る。 ＡＮＤＩ回路１２は、モノマルチ回路１３にｆＩｉ統さ
れて、出力Ｓ７を送る。 モノマルチ回路１３は、フリップフロップ１０、発振回
路１４およびモノマルチ回路１６に接続されて、出力Ｓ
８を送る。 発振回路１４は、送信増幅回路１５に接続されて、出力
Ｓ９を送る。 送信増幅回路１５は、送受切換回路２に接続さ。 れている。 モノマルチ回路１６は、警報回路１７に接続されて、出
力ＳＩＯを送る。 また１作業者側では、工事作業車に自分の存在を検知さ
せるだけでも良いので、モノマルチ回路１６および警報
回路１７を有しなくともよい。 次に、第１図および！Ｒ２図を参照して１作用を説明す
る。 第４図において、工事作業車側の超音波検知装置の送受
波器１は１作業者側の超音波検知？を置に超音波パルス
を送波する。 第１図を参照すれば、作業者側の超音波検知装置は、工
事作業車側の超音波検知装置からの超音波パルスを送受
波器１により受波して、送受切換回路２Ｌ１ｍ受信信号
を送る。 送受切換回路２は、送受波！ｌからの超音波パルスを受
けて、受信増幅回路３へ受信信号を送る。 受信増幅回路３は、送受切換回路２からの信号を増幅し
て、バンドパスフィルタ４に送る。 バンドパスフィルタ４は、受信増幅回路３からの信号を
、送波した超音波パルスと同じ周波数の成分について選
択的に増幅して、ノイズ除去を行い、その信号を受信増
幅回路５に送る。 受信増幅回路５は、バンドパスフィルタ４からの信号を
増幅して、増幅信号を電圧比較回路６に送る。 電圧比較回路６は、受信増幅回路５からの増幅信号を予
め設定した基準電圧Ｖｔｈと比較し、受信増幅回路５か
らの出力電圧の方が大きい場合に。 モノマルチ回路７への出力Ｓ２をハイ状態にする。 モノマルチ回路７は、電圧比較回路６からの出力Ｓ２の
立ち上がりでトリガされて、受波した超音波パルスの周
期より僅かに短いパルス幅の出力を発生し、出力Ｓ２が
続く限りリトリガされ、インバータ８への出力Ｓ３を、
受波した超音波パルスのパルス幅とほぼ等しいパルス幅
でハイ状態にする。 インバータ８は、モノマルチ回路７からの出力Ｓ３を反
転して、ＡＮＤ回路１２に送る。 また、モノマルチ回路９は、モノマルチ回路７からの出
力Ｓ３の立ち上がりでトリガされて。 送波される超音波パルスよりパルス幅が短く、除去しよ
うとするインパルスノイズのパルス幅の最大値より、僅
かにパルス幅の長い下限パルス。 出力Ｓ４を発生し、ツリップツロツプｌＯに送る。 ツリツブプロップ１０は、モノマルチ回路９からの出力
Ｓ４を反転して入力しており、出力Ｓ４がハイからロー
になった後の電圧比較回路６からの出力Ｓ２により、Ａ
ＮＤ回路１２への出力Ｓ５をハイ状態にする。 また、モノマルチ回路１１は、モノマルチ回路７からの
出力Ｓ３の立ち上がりでトリガされて。 送波される超音波パルスのパルス幅より長く、除去しよ
うとする放送波などの持続性ノイズのパルス幅よりパル
ス幅の短い上限パルスを出力Ｓ６で発生し、ＡＮＤ回路
１２への出力Ｓ６をハイ状態にする。 ＡＮＤ＠路１２は、インバータ８からの出力がハイ、フ
リップフロップｌＯからの出力Ｓ５がハイ、モノマルチ
回路１１からの出力Ｓ６がハイの時、モノマルチ回路１
３への出力Ｓ７をハイ状態にする。 すなわち、Ｓ３の持続時間が、Ｓ４より長く、Ｓ６より
短い場合に、Ｓ７がハイ状態となる。 モノマルチ回路１３は、ＡＮＤ回路１２からの出力Ｓ７
の立ち上がりでトリガされて、工事作業車側へ送信する
超音波パルスとパルス幅が等しいパルスを発生し、フリ
ップフロップ１０、発振回路１４およびモノマルチ回路
１６への出力Ｓ８をハイ状態にする。 ツリツブフロップ１０は、モノマルチ回路１３からの出
力Ｓ８を反転して入力しており、その立ち下がりでリセ
ットされてローとなり、ＡＮＤ回路１２への出力Ｓ５を
ロー状態にする。 発振回路１４は、モノマルチ回路１３からの出力Ｓ８が
ハイの間、Ｓ９で超音波パルスと同じ周波数のバースト
波を発生し、送信増幅回路１５に送る。 送信増幅回路１５は、発振回路１４からの出力Ｓ９を増
幅して、送受切換回路２に送る。 送受切換回路２は、送信増幅回路１５からの出力を受け
て、送受波器ｌに駆＊＠号を送る。 送受波器ｌは、送受切換回路２からの駆Ｓ＠号により、
工事作業車側の超音波検知装置に超音波を送信する。 また、モノマルチ回路１６は、モノマルチ回路１３から
の出力Ｓ８の立ち上がりでトリガされ。 ＳＩＯで所定のパルス幅のパルスを、警報回路１７の駆
動信号として発生し、警報回路１７に送る。 警報回路１７は、モノマルチ回路１６からのバルスを受
けて、ブザーまたはＬＥＤ表示灯などにより警報を発し
、超音波を検知したことを知らせる。 また、工事作業車側の超音波検知装置は１作業者側の送
受波Ｉｌｌからの超音波を受波して、同様にノイズを除
去して、警報を発し、超音波を検知したことを知らせる
。 こうして、Ｓｌのパルスを、Ｓ４のパルス幅の短い下限
パルスと比較して持続時間が長いときのみ選択すること
によって、受信増幅回路に混入されるインパルス性ノイ
ズが除去される。 また、Ｓｌのパルスを、５６のパルス幅の長い上限パル
スと比較して持続時間が短いときのみ選択することによ
って、放送波やトランシーバ通信波などの電磁波による
持続性の誘導ノイズが除去される。 これにより、ノイズを除去し、超音波検知装置の誤動作
を防止することがてきる。 次に、超音波検知装置での出力の他の態様について説明
する。 超音波検知装置の構成は、第１図と同じであり、従うて
、第１図を参照して説明する。 第３図は、超音波検知装置での出力の他の態様を示すタ
イミング図を示している。 ただし、第２５１１の場合よりも一部、出力を省略して
いる。また、一方何、例えば、車両側で生じる信号には
、ａ、他方倒１例えば、作業者側に生じる信号には、ｂ
の符号を付すことにより、車両側の出力と作業者側の出
力とを区別している。 本実富例では、Ｓ８ｍでのパルス幅をＴＩ。 Ｓ６畠でのパルス幅を７２．Ｓ８ｂでのパルス幅を７３
．Ｓ６ｂでのパルス幅をＴ４としたとき。 ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．７４を、ＴＩ＜７２＜７３＜Ｔ４の
関係に設定し、また、車両側で送信指令信号ＳＯにより
送信波を発生するようにしたものである。 このように設定することにより、車両側から作業＊＊へ
送信する場合には、ＴＩ＜７２の条件から、放送波やト
ランシーバ通信波などの電磁波による持続性ノイズが除
去される。 また、その逆に１作業者傭から車両側へ送信する場合に
は、Ｔ２＜７３の条件から１回路内で、送信増幅回路１
５から送受切！Ｉ！回路２に送られるパルスが、再びＡ
ＮＤ回路１２からの出力Ｓ７にパルスを生じることはな
い。 すなわち１作業者側の超音波検知装置が、車両側の超音
波検知装置から超音波パルスを受波し、それに応答して
車両側に検知信号を出力するとき、その送信波が作業者
側の受信回路に誘導され、それに応答して、超音波パル
スを受信したかのように誤動作を生じ再び検知信号を出
力することがない。 従って、自己の送信波が自己の受＠回路に誘導されたり
して生じる。送信波の誘導やまわり込みなどによるノイ
ズを受は入れず、誤動作が防止される。 なお、車両側では、送信指令信号ＳＯにより送信波を発
生するため、Ｔ４のパルス幅の５６ａが自己の受信回路
に誘導されて、再び送信を繰り返すことはない。 本実施例の超音波検知装置は、ゲート回路などを有さな
くとも　ａ導ノイズを除去することができるので、バッ
テリ駆動により携帯用とすることができ１作業者にとっ
て持ち運びに便利である。 なお、車両側と作業者側とで、超音波検知装置は、同様
に構成されるほか、その一方のみが前述のＳ威を肴して
もよい。 また、ａＩ音波検知装置は、さらに、超音波パルスを送
波してから検知信号を受信するまでの時間を測定する時
間差検出回路と、時間差検出回路により測定された時間
から距離を算出する演算回路と、演算回路により算出さ
れた距離を表示する表示器とを有して、超音波距離検知
ｌＩｃｍとして機能してもよい。 【発明の効果】 受波した超音波パルスの持続時間を、送波される超音波
パルスに対し長短２つのパルス幅の、上限パルスおよび
下限パルスと比較して、その範囲外にあるノイズを除去
することができるので、検軸信号を出力することにより
、超音波検知装置の誤動作を防止することができる。 特に、第２ｆｉ音波検知装厘が、超音波送波回路をも有
し、第１ｍｌ音波検知装置に上限パルスよりパルス幅の
長い第２超音波パルスを送波する場合には、自己の送信
波が自己の受信回路に騙導されることにより生じる騙導
ノイズを除去し、超音波検知装置の誤動作を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

ｗ４１図から第４図は本発明の実施例を示しており、第
１図は超音波検知＃雪の構成を示すブロック図、　＠２
５１１Ｌｔｌ！Ｉ音波検知装置での出力のタイ主ング図
、第３ｒ５ＡＬｔ超音波検知装置での出力の愉の態様を
示すタイミング図、第４図は本発明の第１実箆例の超音
波検知システムの構成を示す概略図である。 ｌ・・・送受波１１２−・送受切！ｌｌ！回路３−・受
信増幅回路　５−受信増幅回路４−・バンドパスフィル
タ　６・−電圧比較１１１１７．９，１１，１３．１６
−モノスチーブルマルチバイブレータ回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波パルスを送波する第１超音波検知装置と、該
   第１超音波検知装置から離れて存在し、前記超音波パル
   スを受波して、検知信号を出力する第２超音波検知装置
   とを有する超音波検知システムにおいて、 前記第２超音波検知装置は、 超音波パルスを受波するとき、前記第１超音波検知装置
   から送波される超音波パルスよりパルス幅の短い下限パ
   ルスと、該送波される超音波パルスよりパルス幅の長い
   上限パルスとを発生するパルス発生手段と、 受波した超音波パルスの持続時間が、前記下限パルスの
   持続時間より長く、かつ、前記上限パルスの持続時間よ
   り短いとき、前記検知信号を出力する検知信号出力手段
   とを、 有することを特徴とする超音波検知システム。 ２、第１超音波検知装置と、該第１超音波検知装置から
   離れて存在する第２超音波検知装置とを有し、前記第１
   超音波検知装置は第１超音波パルスを送波し、前記第２
   超音波検知装置は前記第１超音波パルスを受波して、前
   記第１超音波検知装置に第２超音波パルスを送波し、前
   記第１超音波検知装置は、前記第２超音波パルスを受波
   して、検知信号を出力する超音波検知システムにおいて
   、 前記第２超音波検知装置は、 超音波パルスを受波するとき、前記第１超音波パルスよ
   りパルス幅の短い第２下限パルスと、該第１超音波パル
   スよりパルス幅の長い第２上限パルスとを発生するパル
   ス発生手段と、 受波した超音波パルスの持続時間が、前記第２下限パル
   スの持続時間より長く、かつ、前記第２上限パルスの持
   続時間より短いとき、前記第１超音波検知装置に前記第
   ２上限パルスよりパルス幅の長い前記第２超音波パルス
   を送波する超音波パルス送波手段とを有し、前記第１超
   音波検知装置は、 前記第２超音波パルスを受波して、前記検知信号を出力
   する検知信号出力手段を有する、ことを特徴とする超音
   波検知システム。 ３、第１超音波検知装置と、該第１超音波検知装置から
   離れて存在する第２超音波検知装置とを有し、前記第１
   超音波検知装置は第１超音波パルスを送波し、前記第２
   超音波検知装置は前記第１超音波パルスを受波して、前
   記第１超音波検知装置に第２超音波パルスを送波し、前
   記第１超音波検知装置は、前記第２超音波パルスを受波
   して、検知信号を出力する超音波検知システムにおいて
   、 前記第２超音波検知装置は、 超音波パルスを受波するとき、前記第１超音波パルスよ
   りパルス幅の短い第２下限パルスと、該第１超音波パル
   スよりパルス幅の長い第２上限パルスとを発生する第２
   パルス発生手段と、 受波した超音波パルスの持続時間が、前記第２下限パル
   スの持続時間より長く、かつ、前記第２上限パルスの持
   続時間より短いとき、前記第１超音波送受波器に前記第
   ２上限パルスよりパルス幅の長い前記第２超音波パルス
   を送波する超音波パルス送波手段とを有し、前記第１超
   音波検知装置は、 超音波パルスを受波するとき、前記第２超音波パルスよ
   りパルス幅の短い第１下限パルスと、該第２超音波パル
   スよりパルス幅の長い第１上限パルスとを発生する第１
   パルス発生手段と、 受波した超音波パルスの持続時間が、前記第１下限パル
   スの持続時間より長く、かつ、前記第１上限パルスの持
   続時間より短いとき、前記検知信号を出力する検知信号
   出力手段とを有する、 ことを特徴とする超音波検知システム。