JPH0382978A - 超音波検知器 - 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） 本発明は超音波パルスを利用して物標の有無を検知する
超音波検知器に係り、特に送波直後の残響振動による誤
検知を防止する超音波検知器に関する。

〔従来の技術〕

超音波検知器は、第６図の構成図および第７図の波形図
に示すように、超音波パルスを送受波器４から一定周期
毎に送波するとともに、物標からの帰来反射波を送受波
器４で受波し、検波回路６により検波するようにしてい
る。そして、ノイズ等による誤検知を防止すべく、受渡
信号Ｂが連続して検出される検出回数をカウンタ９によ
りカウントし、このカウント値が所定回数〈例えば、２
回〉に達すると、検知出力回路１０から検知信号として
ハイ信号が出力される。

すなわち、送波信号Ａ１では受波されないが、送波信号
Ａ２　、Ａ３では受渡信号Ｂ２　、Ｂ３が連続して受波
されて検知出力回路１０からハイ信号が出力される。

ところで、かかる超音波検知器では、送波直後に送受波
器４への電力供給を停止しても送受波器４が漸減的に振
動を持続して残響が発生するので、この残響が受波側の
増幅回路５に混入する虞れがある。そこで、この残響振
動による誤検知を防止するために検知ゲート回路７を設
け、上記残響振動の持続時間を考慮して設定さ、れた期
間後にｔ。

期間の検知ゲートを開くようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記残響時間は送受波器４の保持構造や周囲
の環境により変動するものである。すなわち、雨粒、雪
あるいは泥等が送受波器４に付着した時には、−時的に
残響時間が長くなる。このため、検知ゲート期間ｔｏ内
まで残響振動が持続し、誤検知される虞れがある。一方
、この誤検知を防止するために、上記残響振動の終了後
からある程度経過してから検知ゲートを開くようにする
ことも可能であるが、逆に近距離の物標を検知すること
ができなくなる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、残響振動
の影響を受けずに近距離の物標を好適に検知することが
できる超音波検知器を提供することを目的とする。

（ｉ！題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、送受波器から超
音波パルスを繰り返して送波するとともに、物標からの
反射波を受波して物標の検知を行う超音波検知器におい
て、送波直後からτ１期間の第１の距離ゲートを発生す
る第１ゲート手段と、上記第１の距離ゲート終了時から
τ２期間の第２の距離ゲートを発生する第２ゲート手段
と、ｍ回（ｎ回（ｎ≧２）連続して上記第１の距離ゲー
ト内に反射波が受波されると出力を送出する第１のカウ
ント手段と、ｍ回（ｍ＜ｎ）連続して上記第２の距離ゲ
ート内に反射波が受波されると出力を送出する第２のカ
ウント手段と、上記第１あるいは第２のカウント手段か
ら出力が送出されると物標検知信号を出力する信号出力
手段とを備えたものである。

〔作用〕

上記構成の超音波検知器によれば、超音波パルスの送波
直後からτ１期間の第１の距離ゲートが発生され、第１
の距離ゲート終了時からτ２期間の第２の距離ゲートが
発生される。そして、０回連続して第１の距離ゲート内
に反射波が受波されるか、あるいはｍ回連続して第２の
距離ゲート内に反射波が受波されると物標が検知された
とするようにした。

（実施例） 第１図は本発明にかかる超音波検知器の第１実施例のブ
ロック図である。

送波ゲート回路１は所定幅のゲートパルスを所定周期で
発振回路２および検知ゲート回路７に送出するものであ
る。発振回路２は上記ゲートパルスの入力期間中、予め
設定された周波数で発振するものである。増幅回路３は
上記発振信号を電力増幅して送受波器４を励振させるも
のである。送受波器４は超音波振動子等からなり、増幅
回路３からの励振信号を超音波パルスに変換して送波す
るとともに物標から帰来する反射波を受波するものであ
る。

増幅回路５は送受波器４で受波した物標からの反射波信
号を増幅するものである。検波回路６は増幅回路５から
の受波信号を包絡線検波するもので、この検波信号から
一定レベル以上の信号を物標信号としてそのまま、ある
いはパルス整形を施した後、アンド回路８へ出力するも
のである。

検知ゲート回路７は第１検知ゲート回路７１および第２
検知ゲート回路７２からなり、送波ゲート回路１からの
ゲートパルスを遅延し、所定幅に変更したパルスをアン
ド回路８へ出力するものである。すなわち、第２図に示
すように、第１検知ゲート回路７１は超音波パルスＡの
パルス幅および残響振動を考慮して送波開始からＴＯ期
間経過後に立ち上がってｔ１期間ハイレベルの第１の距
離ゲートパルスを出力する。第２検知ゲート回路７２は
上記ｔ１期間終了後から立ち上がってｔ２期間ハイレベ
ルの第２の距離ゲートパルスを出力する。なお、上記第
１の距離ゲートパルスは近距離の物標を検出するための
もので、第２の距離ゲートパルスは第１の距離ゲートパ
ルスよりも遠い物標を検出するためのものである。

アンド回路８は第１アンド回路８１および第２アンド回
路８２からなり、検知ゲート回路７からのパルス入力期
間内に検波回路６からの物標信号が入力されると、ハイ
信号をカウンタ９へ出力するものである。すなわち、第
１アンド回路８１は第１検知ゲート回路７１からの第１
の距離ゲートパルスが入力されるｔ１期間内に検波回路
６からの物標信号が入力されると、ハイ信号をカウンタ
９へ出力する。第２アンド回路８２は第２検知ゲート回
路７２からの第２の距離ゲートパルスが入力されるｔ２
期間に検波回路６からの物標信号が入力されると、ハイ
信号をカウンタ９へ出力するものである。

カウンタ９は第１カウンタ９１および第２カウンタ９２
からなり、アンド回路８からのハイ信号の数をカウント
するものである。すなわち、第１カウンタ９１の第１フ
リップフロップ回路９１２は、第３図に示すように、第
１アンド回路８１を通して入力された検波回路６からの
物標信号の立ち上がりで出力がセットされ、ノット回路
９１１により反転されたゲートパルスの後縁で出力がリ
セットされるものである。なお、第１フリップフロップ
回路９１２は上記物標信号が入力されるまではリセット
されたままとなる。

第１カウント回路９１４は第１フリップフロップ回路９
１２からハイ信号が入力されると、このハイ信号の数を
カウントするものである。そして、このカウント数が、
例えば値４に達するとカウントアツプ信号を検知出力回
路１０へ出力する。ノア回路９１３は第１フリップフロ
ップ回路９１２の出力がリセット状態のときに、上記送
波ゲート回路１からのゲートパルスが入力されるとハイ
信号を出力するものである。そして、第１カウント回路
９１４はこのハイ信号が入力されるとそれまでのカウン
ト値をリセットする（第３図参照）。

また、第２カウンタ９２も第１カウンタ９１と同様に構
成され、異なる点は、第２カウント回路９２４が第２７
リツプフロツブ回路９２２からのハイ信号を、例えば２
個カウントすると、カウントアツプ信号を検知出力回路
１０へ出力する点である。なお、上記カウントアツプす
るカウント値は第１カウンタ９１の方が第２カウンタ９
２よりも多くなるように設定されており、これにより近
距離側での誤検知防止を図っている。

検知出力回路１０は第１カウンタ９１あるいは第２カウ
ンタ９２のいずれかからカウントアツプ信号が入力され
ると、物標が検知されたものとして検知信号を出力する
ものである。

なお、検知出力回路１０は必要に応じて送波と受波との
時間差に基づいて物標までの距離を検出して距離信号を
出力するようにしてもよい。

次に、第１実施例の動作について説明する。なお、ｔｌ
は雨粒等の付着による残響振動が生じても、この残響振
動がｔ２期間には混入しない期間に設定されている。

超音波パルスＡが送受波器４から送波され、例えば近距
離の物標で反射し、反射波が第２図に示す第１検知ゲー
ト回路７１の第１の距離ゲートパルスのｔ１期間内に送
受波器４で受波されると、この受渡信号は第１カウンタ
９１によりカウントされる（カウント値が１）。続いて
次周期の超音波パルスＡが送受波器４から送波され、上
記ｔ１期間内に再び受波されると、第１カウンタ９１に
よりカウントされる（カウント値が２）。このようにし
て、第１カウンタ９１により受波信号が４個カウントさ
れると（第３図、フリップフロップ回路出力参照）、第
１カウンタ９１から検知出力回路１０にカウントアツプ
信号が出力され（第３図、カウント回路出力参照）、検
知出力回路１０から検知信号が出力される。

また、例えば遠距離に物標がある場合には、超音波パル
スＡがこの物標で反射し、反射波が第２図に示す第２検
知ゲート回路７２の第２の距離ゲートパルスのｔ２期間
内に送受波器４で受波されると、第２カウンタ９２によ
りカウントされる。

続いて次周期の超音波パルスＡが送受波器４から送波さ
れ、上記ｔ２期間内で再び受波されると、第２カウンタ
９２がカウントアツプして検知出力回路１０にカウント
アツプ信号が出力され、検知０ 信号が出力される。

次に、送受波器４へ雨粒等が付着して一時的に残響振動
期間が長くなり、かつ第１検知ゲート回路７１からの第
１の距離ゲートパルスが４回出力するまでの間に正常に
戻った場合について説明する。なお、第３図後半の波形
は、第１の距離ゲートパルスが１回出力後に正常に戻っ
てカウント回路がリセットされた場合を示している。

例えば物標が存在しないときに一時的に残響振動期間が
長くなると、上記ｔ１期間内に残響振動が混入し、検波
回路６が上記残響振動を反射波と誤検知して検波信号を
出力する。この検波信号は第１カウンタ９１によりカウ
ントされる（カウント値が１）。ところが、上記残響振
動は上述したように短期間で正常な残響振動期間に戻る
ので、次周期の超音波パルスＡの送波時には検波信号が
出力されない。したがって、検波信号が第１カウンタ９
１に連続して入力されないので、第１カウント回路９１
４がノア回路９１３からの出力パルスによってそれまで
のカウント値がＯにリセット１ される。したがって、検知信号の連続性が途切れると、
初期状態から再度物標検知が開始される。

このように、第１実施例では、カウントアツプするカウ
ント数を残響振動の混入する虞れのあるｔ１期間では多
くし、残響振動の影響を受けないｔ２期間では少なくし
たので、−時的に残響振動期間が長くなっても、残響振
動による誤検知が防止できるとともに、遠距離の物標か
らの反射波であれば比較的短時間で物標を検出すること
ができる。

次に、本発明にかかる超音波検知器の第２実施例につい
て第４図および第５図を用いて説明する。

なお、図中、第１図と同一番号が付されたものは同一機
能を果たすものである。第２実施例は近距離付近をより
細分化した検知ゲート回路を設けたものである。

第１検知ゲート回路７１は送波開始からＴｏ期間経過後
、ｔ　１１期間だけ第１の距離ゲートパルスを出力し、
第２検知ゲート回路７２は上記ｔ　１１期間の経過後か
らｔ　１２期間、第２の距離ゲートパル２ スを出力するものである。また、第３検知ゲート回路７
３は上記ｔ１２期間の経過後から１．期間、第３の距離
ゲートパルスを出力するものである。

なお、第１の距離ゲートパルスは近距離のより狭い範囲
内の物標を検出するためのものである。

第１アンド回路８１は上記ｔ　１１期間内に検波回路６
からの物標信号が入力されると、ハイ信号を第１カウン
タ９１へ出力し、第２アンド回路８２は上記ｔｔ２期間
内に検波回路６からの物標信号が入力されると、ハイ信
号を第２カウンタ９２へ出力するものである。また、第
３アンド回路８３は上記ｔ１３期間内に検波回路６から
の物標信号が入力されると、ハイ信号を第３カウンタ９
３へ出力するものである。

第１カウンタ９１は第１実施例と同様に第１アンド回路
８１からのハイ信号の数をカウントし、このカウント数
が、例えば値４に達するとカウントアツプ信号を検知出
力回路１０へ出力するものである。また、第１カウンタ
９１のカウント数が値４に達する前に、上記物標信号が
受波されなく３ なるとく連続性が途切れると〉、第１カウンタ９１はリ
セットされる。第２カウンタ９２は第２アンド回路８２
からのハイ信号の数をカウントし、このカウント数が、
例えば値３に達するとカウントアツプ信号を検知出力回
路１０へ出力するものである。また、第２カウンタ９２
のカウント数が値３に達する前に、上記物標信号が受波
されなくなると、第２カウンタ９２はリセットされる。

第３カウンタ９３は第３アンド回路８３からのハイ信号
の数をカウントし、このカウント数が、例えば値２に達
するとカウントアツプ信号を検知出力回路１０へ出力す
るものである。また、第３カウンタ９３のカウント数が
値２に達する前に、上記物標信号が受波されなくなると
、第３カウンタ９３はリセットされる。なお、上記カウ
ントアツプするカウント数は第１カウンタ９１の方が第
２カウンタ９２よりも多くなるとともに、Ｍ３カウンタ
９３の方が第２カウンタ９２よりも多くなるように設定
する。

このように、第２実施例では、カウントアツプ４ するカウント数を残響振動の混入する虞れが高いｔ　１
１期間では大きくし、残響振動の混入する虞れがより低
くなるｔ　１２期間ではより小さくし、更に残響振動の
影響がないと考えられるｔ　１３期間では上記ｔ　１２
期間よりも更に小さくしたので（この実施例では相関を
施すべく値２としている〉、−時的に残響振動期間が長
くなっても、残響振動の影響の少ない遠距離側の物標は
比較的短時間で検出することができる。

なお、検知ゲート回路７を更に複数個に細分化し、近距
離側のカウントのカウントアツプするカウント数を大き
くして、誤検知を一層押えるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、近距離の物標からの反射波による連続検知回
数を遠距離の物標からの反射波による連続検知回数より
も多くなるようにしたので、残響振動の影響を受は易い
近距離では、残響振動による誤検知を確実に防止できる
とともに、残響振動の影響の少ない比較的遠距離では、
物標の検出幅５ 答時間を延長されることなく物標を検知することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波検知器の第１実施例のブ
ロック図、第２図は第１実施例の動作を説明する波形図
、第３図は本超音波検知器のカウンタの動作を説明する
波形図、第４図は本発明にかかる超音波検知器の第２実
施例を示すブロック図、第５図は第２実施例の動作を説
明する波形図、第６図は従来の超音波検知器のブロック
図、第７図は従来の超音波検知器の動作を説明する波形
図である。 １・・・送波ゲート回路、２・・・発振回路、３・・・
増幅回路、４・・・送受波器、５・・・増幅回路、６・
・・検波回路、７・・・検知ゲート回路、８・・・アン
ド回路、９・・・カウンタ、１０・・・検知出力回路、
７１・・・第１検知ゲート回路、７２・・・第２検知ゲ
ート回路、７３・・・第３検知ゲート回路、８１・・・
第１アンド回路、８２・・・第２アンド回路、８３・・
・第３アンド回路、９１・・・第１カウンタ、９２・・
・第２カウンタ、９３・・・６ 第３カウンタ、９１１，９２１．９３１・・・ノット回
路、９１２・・・第１フリップフロップ回路、９１３．
９２３，９３３・・・ノア回路、９１４・・・第１カウ
ント回路、９２２・・・第２７リツプ７０ツブ回路、９
２４・・・第２カウント回路、９３２・・・第３フリッ
プ７０ツブ回路、９３４・・・第３カウント回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、送受波器から超音波パルスを繰り返して送波すると
   ともに、物標からの反射波を受波して物標の検知を行う
   超音波検知器において、送波直後からτ＿１期間の第１
   の距離ゲートを発生する第１ゲート手段と、上記第１の
   距離ゲート終了時からτ＿２期間の第２の距離ゲートを
   発生する第２ゲート手段と、ｎ回（ｎ≧２）連続して上
   記第１の距離ゲート内に反射波が受波されると出力を送
   出する第１のカウント手段と、ｍ回（ｍ＜ｎ）連続して
   上記第２の距離ゲート内に反射波が受波されると出力を
   送出する第２のカウント手段と、上記第１あるいは第２
   のカウント手段から出力が送出されると物標検知信号を
   出力する信号出力手段とを備えたことを特徴とする超音
   波検知器。