JPH04177192A - Ultrasonic distance meter - Google Patents

Ultrasonic distance meter

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JPH04177192A
JPH04177192A JP30389290A JP30389290A JPH04177192A JP H04177192 A JPH04177192 A JP H04177192A JP 30389290 A JP30389290 A JP 30389290A JP 30389290 A JP30389290 A JP 30389290A JP H04177192 A JPH04177192 A JP H04177192A
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pulse signal
distance
ultrasonic
received
ultrasonic pulse
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Kunihiko Sasaki
邦彦 佐々木
Masao Kodera
小寺 正夫
Takeo Tsuzuki
威夫 都築
Naohiro Sakaida
坂井田 尚宏
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve response, prevent erroneous function due to jamming and at the same time increase the accuracy of distance measurement by setting a predetermined center frequency of the ultrasonic pulse signal emitted by itself as a standard. CONSTITUTION:An ultrasonic pulse transmitter and receiver means 20 transmits an ultrasonic pulse signal having a determined center frequency and receives the ultrasonic pulse signal having returned due to the reflection from an object. A distance measurement means 30 measures the distance between the objects based on the information of transmission and reception of the pulse at the transmitter and receiver means 20 and indicates the measured distance on an indicator 6. A judgement means 40 compares the maximum amplitude of the received wave not subjected to band-pass filtering and the amplitude of the received wave subjected to band-pass filtering, judges by the comparison whether or not the received pulse signal wave is the reflection of the transmission by itself and determines with a control means 60 whether or not to indicate on the indicator 6 the distance measured with the distance measurement means 30 based on the judged result.

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用いて障害物を含むターゲット
(物標)までの距離を測定し表示する超音波測距装置に
関するものであり更には他の超音波測距装置との間に於
ける混信による誤動作を防止する装置に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic distance measuring device that uses ultrasonic pulses to measure and display the distance to a target including obstacles. relates to a device that prevents malfunctions due to interference with other ultrasonic distance measuring devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来この種の装置の超音波トランスデユーサには高感度
を得る必要性から、音響−電気変換効率の良い狭帯域の
圧電振動子が用いられている。従って使用者が増加する
ことによって同一の周波数を用いる装置間で混信による
誤動作の発生が懸念される。この対策として、例えば特
公昭58−40148のごとく、送信時間間隔を順次ラ
ンダムに変更して、数回のパルスの送受信の結果から、
自己の送信による反射波なのか、近くにある他の同種の
装置からの送信波つまり妨害波或はノイズなのかを識別
する方式が知られている。しかし、上記の例は電波の場
合効果的であるが、超音波の場合音速が約340m/秒
と遅く、送受信に時間がかがるため応答性の大幅な劣化
を招き、加えて使用者の増加に供い誤動作の確率が増え
るため実用的でない。
Conventionally, a narrow-band piezoelectric vibrator with high acoustic-to-electrical conversion efficiency has been used in the ultrasonic transducer of this type of device because of the need to obtain high sensitivity. Therefore, as the number of users increases, there is a concern that malfunctions may occur due to interference between devices using the same frequency. As a countermeasure for this, for example, as in Japanese Patent Publication No. 58-40148, the transmission time interval is sequentially and randomly changed, and from the results of several pulse transmission and reception,
A method is known for identifying whether the waves are reflected waves from the own transmission or waves transmitted from other devices of the same type nearby, that is, interference waves or noise. However, while the above example is effective in the case of radio waves, in the case of ultrasonic waves, the speed of sound is slow at approximately 340 m/s, and it takes time to transmit and receive, resulting in a significant deterioration of responsiveness. This is not practical because the probability of malfunction increases as the number of batteries increases.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の目的は、この様な従来技術における問題点を解
決し、応答性を向上させると同時に混信による誤動作を
防止して測距精度を高めることの出来る超音波を用いた
測距装置を提供するものである。
The purpose of the present invention is to provide a distance measuring device using ultrasonic waves that can solve the problems in the conventional technology, improve responsiveness, prevent malfunctions due to interference, and improve ranging accuracy. It is something to do.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記目的を達成するため基本的には次に示すよ
うな技術構成を採用するものである。即ち、所定の中心
周波数をもつ超音波パルス信号を送信するとともに、物
標から反射されて帰還した当該超音波パルス信号を受信
する超音波パルス送受信手段、該超音波パルス送受信手
段における該パルスの送受信の情報に基いて物標までの
距離を測定する測距手段、測定した距離を表示する手段
、帯域濾波されない受信波の振幅の最大値と、帯域濾波
された受信波の振幅の最大値とを比較し、当該受信パル
ス信号波が、自らの送信による反射波なのか否かを比較
し判定する比較判定手段、及び該判定手段の結果に基き
測距手段による測定距離を該表示手段に表示するか否か
を決定する制御手段とを有する超音波測距装置である。
In order to achieve the above object, the present invention basically employs the following technical configuration. That is, an ultrasonic pulse transmitting/receiving means that transmits an ultrasonic pulse signal having a predetermined center frequency and receives the ultrasonic pulse signal reflected from a target object, and transmitting/receiving the pulse in the ultrasonic pulse transmitting/receiving means. a distance measuring means for measuring the distance to the target based on information on the target object, a means for displaying the measured distance, a maximum value of the amplitude of the received wave that is not band-filtered, and a maximum value of the amplitude of the band-pass filtered received wave. Comparison and determination means for comparing and determining whether or not the received pulse signal wave is a reflected wave from the transmission itself, and displaying the distance measured by the distance measuring means on the display means based on the result of the determination means. This is an ultrasonic ranging device having a control means for determining whether or not.

〔作 用〕[For production]

本発明においては、混信による誤動作、或は測距結果の
エラー等を防止するため、自己が送信する超音波バ、ル
ス信号の予め定めた中心周波数を基準に設定するととも
に、受信された超音波パルス信号の振幅とその中心周波
数とを分析することによって、受信された超音波パルス
信号の中心周波数が上記所定中心周波数と一致しかつ最
大の振幅を示すものであれば、自己の送信したパルスが
物標より反射して帰還したものと判断し、又−敗しない
場合にはその受信超音波パルスは自己の送信した超音波
パルス信号でないものと判断し、測距結果を無効とする
ものである。
In the present invention, in order to prevent malfunctions due to interference or errors in distance measurement results, a predetermined center frequency of the ultrasonic wave signal transmitted by the self is set as a reference, and the received ultrasonic wave By analyzing the amplitude and center frequency of the pulse signal, if the center frequency of the received ultrasonic pulse signal matches the predetermined center frequency and exhibits the maximum amplitude, it is determined that the transmitted pulse is It is determined that the ultrasonic pulse was reflected from the target and returned, and if it does not fail, it is determined that the received ultrasonic pulse is not the ultrasonic pulse signal transmitted by itself, and the distance measurement result is invalidated. .

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明に係る超音波を用いた測距装置の具体例を
図面に参照しながら説明する。
A specific example of a distance measuring device using ultrasonic waves according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

即ち第1図は本発明に係る測距装置の基本原理を示す図
であって、 所定の中心周波数をもつ超音波パルス信号を送信すると
ともに、物標から反射されて帰還した当該超音波パルス
信号を受信する、超音波パルス送受信手段20、該超音
波パルス送受信手段における該パルスの送受信の情報に
基いて物標までの距離を測定する測距手段30、測定し
た距離を表示する手段6、帯域濾波されない受信波の振
幅の最大値と帯域濾波された受信波の振幅を比較当該受
信パルス信号波が、自らの送信による反射波なのか否か
を比較判定する判定手段40、及び該判定手段の結果に
基(測距手段30による測定距離を該表示手段6に表示
するか否かを決定する制御 手段60とから構成される装置 更に本発明に係る第1図に示される超音波測距装置を具
体的に説明すると、 本発明の実施例を第1図に示す。第1図に於て、lはア
ナログスイッチ2よりライン2Aを介して、励振のため
の送信信号を受けてパルス超音波を送信し、反射物標(
図示しない)からの反射波を受信し、受信信号をライン
2Aへ出力する超音波振動子である。
That is, FIG. 1 is a diagram showing the basic principle of the distance measuring device according to the present invention, in which an ultrasonic pulse signal having a predetermined center frequency is transmitted, and the ultrasonic pulse signal reflected back from the target object is transmitted. an ultrasonic pulse transmitting/receiving means 20 for receiving the ultrasonic pulse, a distance measuring means 30 for measuring the distance to the target based on information on the transmission and reception of the pulse in the ultrasonic pulse transmitting/receiving means, a means 6 for displaying the measured distance, and a band. A determining means 40 for comparing and determining whether the received pulse signal wave is a reflected wave from its own transmission by comparing the maximum amplitude of the unfiltered received wave with the amplitude of the bandpass filtered received wave; An apparatus comprising a control means 60 for determining whether or not to display the distance measured by the distance measuring means 30 on the display means 6 based on the result; and an ultrasonic distance measuring apparatus according to the present invention shown in FIG. To explain specifically, an embodiment of the present invention is shown in Fig. 1. In Fig. 1, l receives a transmission signal for excitation from an analog switch 2 via a line 2A, and generates a pulsed ultrasonic wave. and reflect the target (
This is an ultrasonic transducer that receives reflected waves from (not shown) and outputs the received signal to line 2A.

2はライン5Bに出力されるディジタル入力信号5bに
より切換を制御されるスイッチであって超音波送信時は
超音波励振周波数発生手段であってかつ後述する測距機
能を有する測距手段30とライン5Aを介して接続され
、所定時間超音波振動子1の励振周波数信号を2Aに伝
達し、超音波受信時には振幅手段3とライン2Bを介し
て接続され、超音波振動子1から出力される受信信号を
ライン2Aからライン2Bに伝達するアナログスイッチ
であり、ライン5Bのディジタル入力が“H”レベルの
時に送信側に切りかえられ“L”レベルの時に受信側に
切り換られるよう制御されるものである。
Reference numeral 2 denotes a switch whose switching is controlled by a digital input signal 5b outputted to a line 5B, and when transmitting ultrasonic waves, the line is connected to a distance measuring means 30 which is an ultrasonic excitation frequency generating means and has a distance measuring function to be described later. 5A, transmits the excitation frequency signal of the ultrasonic transducer 1 to 2A for a predetermined time, and when receiving ultrasonic waves, is connected to the amplitude means 3 via the line 2B, and receives output from the ultrasonic transducer 1. This is an analog switch that transmits signals from line 2A to line 2B, and is controlled so that when the digital input of line 5B is at "H" level, it is switched to the transmitting side, and when it is at "L" level, it is switched to the receiving side. be.

3はライン2Bより入力される受信信号を増幅する増幅
器である。又 4はライン3Aより増幅器3の出力を受けて、その信号
を包路線検波し、次いで、所定の電圧レベルと比較する
ことで、超音波パルスの受信タイミングでのディジタル
パルスをライン4Aに出力する、受信パルス発生回路で
ある。
3 is an amplifier that amplifies the received signal input from line 2B. Further, 4 receives the output of the amplifier 3 from the line 3A, performs envelope detection on the signal, and then compares it with a predetermined voltage level to output a digital pulse to the line 4A at the receiving timing of the ultrasonic pulse. , a reception pulse generation circuit.

5は超音波の送信と受信のタイミングを制御する信号を
例えば前記した励振周波数発生手段及び測距手段30か
ら発生させライン5Bを介して出力し、又超音波振動子
1の励振周波数を所定の値に設定しその信号をライン5
Aを介して出力するとともに、受信パルス発生回路4の
出力をライン4Aから入力して、前記ライン5Bにおけ
るディジタル信号発生時期と上記入力時期とのタイミン
グからより、物標までの距離を測定し、一方上記受信パ
ルス信号が入力される、前記所定の中心周波数をもった
帯域フィルター8と該帯域フィルター8を通過したパル
ス信号のピーク値を記憶するピークホールド回路9とか
らなる第1のピーク検出手段42と、該受信パルス信号
の帯域フィルターに通さずに直接該受信パルス信号のピ
ーク値を記憶するピークホールド回路7からなる第2の
ピーク検出手段43とを含みかつ上記第1と第2のピー
ク検出手段42.43の各出力を比較する比較判定手段
40を有しており該比較し受信した信号が、自分の送信
した超音波によるものか否かを中心周波数を基準として
判定する比較判定手段40を存し、その結果に基いて表
示器6に対して、測定した距離情報を伝達する制御手段
60とから構成された中央制御回路である。
5 generates a signal for controlling the timing of transmitting and receiving ultrasonic waves from, for example, the excitation frequency generating means and distance measuring means 30 described above and outputs it via line 5B, and also controls the excitation frequency of the ultrasonic transducer 1 to a predetermined value. value and send that signal to line 5
A, and the output of the reception pulse generation circuit 4 is input from the line 4A, and the distance to the target is measured from the timing of the digital signal generation time on the line 5B and the input time, On the other hand, a first peak detection means comprises a bandpass filter 8 having the predetermined center frequency and into which the received pulse signal is input, and a peak hold circuit 9 that stores the peak value of the pulse signal that has passed through the bandpass filter 8. 42, and a second peak detecting means 43 consisting of a peak hold circuit 7 that directly stores the peak value of the received pulse signal without passing it through a bandpass filter, and detects the first and second peaks. Comparing and determining means 40 that compares the respective outputs of the detecting means 42 and 43, and determines whether or not the received signal is due to the ultrasonic wave transmitted by itself using the center frequency as a reference. 40, and a control means 60 for transmitting measured distance information to the display 6 based on the results.

6は中央制御回路5における制御手段60からの距離情
報を入力し、距離を表示する表示器である。
Reference numeral 6 denotes a display device that inputs distance information from the control means 60 in the central control circuit 5 and displays the distance.

かかる比較判定手段40に対しては、前記受信パルス信
号は前記の増幅器3の出力をライン3A’を介して該第
1と第2のピーク検出手段42.43に同時に入力され
、各ピーク検出手段42.43から出力された各ピーク
値電圧値を例えば比をとることにより、その比の値によ
って受信した信号が自分の送信した超音波によるものか
を判定し、その結果にもとずいて、表示器6に対して前
記の測定した距離の情報を伝達する、また帯域通過フィ
ルター8の中心周波数F0は自分の励振周波数に等しく
設定する信号は超音波励振周波数発生手段30からライ
ン8Bを介して該フィルター8に供給される。
For the comparison/judgment means 40, the received pulse signal is simultaneously inputted from the output of the amplifier 3 to the first and second peak detection means 42, 43 via the line 3A'. For example, by taking the ratio of each peak voltage value output from 42.43, it is determined whether the received signal is due to the ultrasonic wave transmitted by itself based on the value of the ratio, and based on the result, A signal for transmitting information on the measured distance to the display 6 and for setting the center frequency F0 of the bandpass filter 8 to be equal to its own excitation frequency is sent from the ultrasonic excitation frequency generating means 30 via the line 8B. It is supplied to the filter 8.

つまり該フィルターの中心周波数は適宜変更が可能であ
る。
In other words, the center frequency of the filter can be changed as appropriate.

一方7は増幅器3の出力のピーク値を検出しその値を制
御回路5に伝達する第2のピーク検出手段を形成してい
るピークホールド回路である。
On the other hand, 7 is a peak hold circuit forming second peak detection means for detecting the peak value of the output of the amplifier 3 and transmitting the value to the control circuit 5.

又8は増幅器3の出力をライン3A’から入力し、超音
波励振周波数発生手段30より設定された所定の中心周
波数で、フィルタータングする帯域通過フィルターであ
り、 又9は該帯域通過フィルター8の出力のピーク値を検出
しホールドするピークホールド回路であり、上記帯域フ
ィルター8と一体で第1のピーク検出手段を形成し、そ
の検出値を比較判定回路41に伝達する。上記した様に
本発明においては、前記した技術構成に加えて、受信さ
れた超音波パルス信号を入力する、少くとも前記所定の
中心周波数をもつ帯域フィルターと該帯域フィルターを
通過したパルス信号のピーク値を記憶するピークホール
ド回路とからなる第1のピーク検出手段と、該入力信号
を帯域フィルターを通さずに直接該入力パルス信号のピ
ーク値を記憶する他のピークホールド回路により構成さ
れる第2のピーク検出手段及び該第1と第2のピーク検
出手段からの出力を入力してそのピーク値同志を比較し
判定する比較判定回路からなる比較判定手段とが設けら
れており、該比較判定手段においては、例えば該第1と
第2のピーク検出手段から出力されるピーク電圧値の比
をとる、その比の値が予め定めた所定の値以上であると
確認された場合には当該受信パルス信号は自己が送信し
たものであると判断しその測距手段30が測定した結果
を該表示手段6に表示させ、又その比の値が所定の値以
下である場合には当該受信パルス信号は自己が送信した
ものではないと判断して当該測定結果を該表示手段6に
表示しないように制御する制御手段60とから構成され
ている超音波測距装置である。
Further, 8 is a band pass filter which inputs the output of the amplifier 3 from the line 3A' and performs a filter tongue at a predetermined center frequency set by the ultrasonic excitation frequency generating means 30; This is a peak hold circuit that detects and holds the peak value of the output, and together with the bandpass filter 8 forms a first peak detection means, and transmits the detected value to the comparison and determination circuit 41. As described above, in the present invention, in addition to the above-described technical configuration, there is provided a bandpass filter having at least the predetermined center frequency into which the received ultrasonic pulse signal is input, and a peak of the pulse signal that has passed through the bandpass filter. a first peak detecting means consisting of a peak hold circuit that stores a value; and a second peak detecting means consisting of another peak holding circuit that directly stores the peak value of the input pulse signal without passing the input signal through a bandpass filter. and a comparison/judgment means comprising a comparison/judgment circuit that inputs outputs from the first and second peak detection means and compares and makes a decision between the peak values, and the comparison/judgment means For example, the ratio of the peak voltage values output from the first and second peak detection means is calculated, and if the value of the ratio is confirmed to be equal to or higher than a predetermined value, the received pulse is It is determined that the signal is transmitted by the user itself, and the distance measuring means 30 displays the measurement result on the display means 6, and if the value of the ratio is less than a predetermined value, the received pulse signal is This ultrasonic distance measuring device is comprised of a control means 60 that determines that the measurement result is not transmitted by itself and controls the display means 6 not to display the measurement result.

以下に本発明の動作を第1図から第3図を用いて説明す
る。第2図は、第1図に於る各ラインでの信号タイミン
グを示すタイミングチャートであり、第3図は、本実施
例の動作を示すフローチャートである。第3図に於て、
端子、スタートで始まる部分が本実施例のメインルーチ
ンであり、端子が判定1、判定2で始まるルーチンがメ
インルーチンからアクセスされるサブルーチンである。
The operation of the present invention will be explained below using FIGS. 1 to 3. FIG. 2 is a timing chart showing the signal timing in each line in FIG. 1, and FIG. 3 is a flow chart showing the operation of this embodiment. In Figure 3,
The part that starts with the terminal and start is the main routine of this embodiment, and the routine that starts with the terminals Judgment 1 and Judgment 2 is a subroutine accessed from the main routine.

第3図中のFoは、第1図のライン5Aに出力される励
振周波数値を示す。F、は第1図中ライン8Bに出力さ
れる、帯域通過フィルター8の中心周波数値を決定する
信号を示す。即ち本具体例においては送信しようとする
超音波パルスの発振周波数の中心周波数F0と同じ中心
周波数を帯域フィルター8がもつように調整するもので
ある。
Fo in FIG. 3 indicates the excitation frequency value output to line 5A in FIG. 1. F indicates a signal that is output to line 8B in FIG. 1 and determines the center frequency value of bandpass filter 8. That is, in this specific example, the bandpass filter 8 is adjusted to have the same center frequency as the center frequency F0 of the oscillation frequency of the ultrasonic pulse to be transmitted.

又nはソフトウェア上のカウンタであり、測定開始事前
にリセットされ、超音波パルス信号の送信1回につき1
つずつインクリメントされる。以下第2図を用いて本実
施例の基本動作を説明し、第3図を用いて動作の流れを
説明する。
Also, n is a counter on the software, which is reset before starting the measurement, and is counted once per transmission of the ultrasonic pulse signal.
It is incremented by one. The basic operation of this embodiment will be explained below using FIG. 2, and the flow of operation will be explained using FIG.

中心制御回路5からは、アナログスイッチ2に対して予
め定められた中心周波数がFoである励振周波数を出力
しく5 a ) 、励振信号(5b)が“°H”のレベ
ルの間パルス変調された励振周波数信号が超音波振動子
1に印加される。超音波振動子1はこれによって超音波
パルス信号(2a−■)を空中に送信する。送信された
超音波パルス信号は反射物標が存在すると反射し、再び
超音波振動子1で受信され(2a−■)、アナログスイ
ッチ2を介して増幅器3に入力する。増幅器3にて増幅
された信号は(3a ) 、受信パルス発生回路4にて
ディジタル信号(4a)となり、超音波励振周波数発生
手段兼測長手段3oに入力される。該測長手段で前記パ
ルス5bの出力タイミングと受信パルス4a−■の受信
タイミングとがら物標までの距離を測定する。又、増幅
器3にて増幅された信号(3a)はピークホールド回路
7からなる第2のピーク検出手段43と第1のピーク検
出手段42を形成する帯域通過フィルター8に入力され
る。
The central control circuit 5 outputs an excitation frequency whose predetermined center frequency is Fo to the analog switch 2 (5a), and the excitation signal (5b) is pulse-modulated during the level of "°H". An excitation frequency signal is applied to the ultrasound transducer 1. The ultrasonic transducer 1 thereby transmits an ultrasonic pulse signal (2a-■) into the air. The transmitted ultrasonic pulse signal is reflected when a reflective target exists, is received by the ultrasonic transducer 1 again (2a-■), and is input to the amplifier 3 via the analog switch 2. The signal (3a) amplified by the amplifier 3 is converted into a digital signal (4a) by the reception pulse generation circuit 4, and is input to the ultrasonic excitation frequency generation means/length measurement means 3o. The length measuring means measures the distance to the target based on the output timing of the pulse 5b and the reception timing of the received pulse 4a--. Further, the signal (3a) amplified by the amplifier 3 is input to a band pass filter 8 forming a second peak detection means 43 consisting of a peak hold circuit 7 and a first peak detection means 42.

第2のピーク検出手段43では増幅された受信波(3a
)のピーク電圧値Vz(7a)をホールドして出力し、
次の送信信号でリセットされる。又、帯域通過フィルタ
ー8はその中心周波数FCが自分の励振周波数F0に等
しくプログラムされており、自分の励振周波数で励振さ
れた超音波を受信した時にその入出力間のピーク電圧の
減衰が最小となる。帯域通過フィルター8の出力(8a
)は、同じく第2のピーク検出手段42を形成するピー
クホールド回路9に入力される。該ピークホールド回路
9は帯域通過フィルター8の出力のピーク電圧V1をホ
ールドし出力する。一方該第1と第2のピーク検出手段
42.43からの出力は比較判定回路41に入力されそ
の両者が比較される。つまり本具体例では上記第1と第
2のピーク検出手段42゜43と比較判定回路41によ
って比較判定手段4oが構成されている。該比較判定回
路41では第1及び第2のピーク検出手段42.43か
らの出力であるピーり電圧値■、と■2が入力され、そ
の両データの比即ちV+/Vzの値が予め定められた所
定の値RTより大きいか否かを判定する。帯域通過フィ
ルター8の利得はlであるから、V+/Vzは1以下の
値をとり、受信波が自分の励振によるものである時に最
大となる。従って、所定の判定レベルRTより大きい時
自分の励振による受信波であると判定する。
The second peak detection means 43 receives the amplified received wave (3a
) hold and output the peak voltage value Vz (7a),
It will be reset with the next transmitted signal. In addition, the bandpass filter 8 has its center frequency FC programmed to be equal to its own excitation frequency F0, so that when it receives ultrasonic waves excited at its own excitation frequency, the attenuation of the peak voltage between its input and output is minimal. Become. Output of bandpass filter 8 (8a
) is input to the peak hold circuit 9 which also forms the second peak detection means 42. The peak hold circuit 9 holds and outputs the peak voltage V1 of the output of the band pass filter 8. On the other hand, the outputs from the first and second peak detection means 42, 43 are input to a comparison/judgment circuit 41, and the two are compared. In other words, in this specific example, the first and second peak detection means 42 and 43 and the comparison and judgment circuit 41 constitute a comparison and judgment means 4o. The comparison/judgment circuit 41 receives the peak voltage values (■) and (2) which are the outputs from the first and second peak detection means 42.43, and the ratio of both data, that is, the value of V+/Vz, is predetermined. It is determined whether or not the value is larger than the predetermined value RT. Since the gain of the bandpass filter 8 is l, V+/Vz takes a value of 1 or less, and is maximum when the received wave is due to its own excitation. Therefore, when it is greater than the predetermined determination level RT, it is determined that the received wave is due to its own excitation.

反射波が自分の励振によるものであると判定されると中
央制御回路5は表示制御手段60を駆動して、受信パル
ス4aより得られる反射物標までの距離を表示手段6に
表示する。
When it is determined that the reflected wave is due to its own excitation, the central control circuit 5 drives the display control means 60 to display on the display means 6 the distance to the reflecting target obtained from the received pulse 4a.

また、比の値V + / V zがRTより小さい時は
、自分の励振による受信波ではないと判定されて距離の
表示を行なわない。以上の基本動作により自分の励振に
よる反射信号であるか否かを判定できる。
Further, when the ratio value V + /V z is smaller than RT, it is determined that the received wave is not due to self-excitation, and the distance is not displayed. Through the above basic operations, it is possible to determine whether or not the signal is a reflected signal due to its own excitation.

さて、実際の動作の流れを第3図に示す。電源投入とと
もに制御回路はフローチャート中の端子スタートから動
作する。初めに、ステップ301でライン5Aから出力
する励振周波数値F0とライン8Bから設定される帯域
通過フィルターの中心周波数値Fcを等しい(Fo=F
c)所定の値に設定する。次にステップ302でソフト
ウェア上のカウンタnをリセットする。次にステップ3
03にて、現在、他の超音波パルス装置が周辺で動作し
ているか否かを監視するために所定の時間受信を行う。
Now, the flow of the actual operation is shown in FIG. When the power is turned on, the control circuit operates from the terminal start in the flowchart. First, in step 301, the excitation frequency value F0 output from line 5A and the center frequency value Fc of the bandpass filter set from line 8B are set to be equal (Fo=F
c) Set to a predetermined value. Next, in step 302, a counter n on the software is reset. Next step 3
At step 03, reception is performed for a predetermined time in order to monitor whether or not other ultrasonic pulse devices are currently operating in the vicinity.

次にステップ303で受信波が有るか否かの判定を行い
、受信波が無い時はステップ305へ進み、受信波が或
は時はステップ304にてサブルーチン「判定1」を行
う。「判定1」ではステップ311にて受信波のV+/
Vzを求め所定の値RTと比較する。そして所定の値R
Tより大きい時は、受信した超音波は自分が今から使う
予定の周波数F0と等しい周波数により励振されたもの
であると判定され、ステップ312にて直ちに励振周波
数F。
Next, in step 303, it is determined whether or not there is a received wave. If there is no received wave, the process proceeds to step 305, and if there is a received wave, a subroutine "determination 1" is performed in step 304. In "Judgment 1", in step 311, the received wave V+/
Vz is determined and compared with a predetermined value RT. and a predetermined value R
If it is larger than T, it is determined that the received ultrasonic wave is excited by a frequency equal to the frequency F0 that the user plans to use from now on, and the excitation frequency F is immediately set at step 312.

と中心周波数Fcの他の周波数に変更を行いメインルー
チンへもどる。該所定値RTより小さい時は、現在、他
の超音波パルス装置が動作しているものの、その励振周
波数は自分のFoと異なると判定されて、何もせずメイ
ンルーチンにもどる。
Then, the center frequency Fc is changed to another frequency, and the process returns to the main routine. When it is smaller than the predetermined value RT, it is determined that although another ultrasonic pulse device is currently operating, its excitation frequency is different from the own Fo, and the process returns to the main routine without doing anything.

次にメインルーチンのステップ305に於て、既に定め
られた励振周波数F0にて送信を行う。次いでステップ
306にて所定時間受信を行い、受信信号が無ければス
テップ308に進む。受信信号が有ればステップ307
にてサブルーチン「判定2」を実行する。「判定2」で
は、まずステップ321にて「判定1」と同様にL/V
zと所定値RTとを比較する。Vl/V2が所定値RT
より大きい時は、受信信号が自分の送信した超音波の反
射によるものであると判定され、ステップ322にて正
規の反射受信として、送信パルスと受信パルス4aのタ
イミングより物標までの距離を求め、表示器6に対して
距離情報を伝達し距離表示を行う。
Next, in step 305 of the main routine, transmission is performed at the predetermined excitation frequency F0. Next, in step 306, reception is performed for a predetermined period of time, and if there is no received signal, the process advances to step 308. If there is a received signal, step 307
The subroutine "Judgment 2" is executed. In "Judgment 2", first in step 321, L/V
z and a predetermined value RT are compared. Vl/V2 is a predetermined value RT
If it is larger than that, it is determined that the received signal is due to the reflection of the ultrasonic wave transmitted by the user, and in step 322, the distance to the target is determined from the timing of the transmitted pulse and the received pulse 4a as normal reflected reception. , transmits distance information to the display 6 and displays the distance.

VI/Vzが該所定値RTより小さい時は、受信信号が
他の装置からの干渉波であると判定され、表示を行わず
メインルーチンへもどる。メインルーチンでは、ステッ
プ308にてカウンタnをインクリメントする。カウン
タnは送信する毎にインクリメントされる。次にステッ
プ309にてカウンタnと定数kが等しいか否かを判定
する。ここでn=にとなるとステップ302から実行し
、n≠にとなるとステップ305から実行する。すなわ
ち、所定回数(k)送信ごとに、送信をしないで受信だ
けを行い、現在周辺にて干渉波を発する他の超音波パル
ス装置が動作しているか否かを判定できる。従って、周
辺に超音波パルスを発する同種の装置が動作する状態に
於ても、誤動作の無い距離測定が可能となる。
When VI/Vz is smaller than the predetermined value RT, it is determined that the received signal is an interference wave from another device, and the process returns to the main routine without displaying anything. In the main routine, a counter n is incremented at step 308. Counter n is incremented every time it is transmitted. Next, in step 309, it is determined whether the counter n and the constant k are equal. Here, when n=, the process starts from step 302, and when n≠, the process starts from step 305. That is, every predetermined number of transmissions (k), only reception is performed without transmitting, and it can be determined whether or not other ultrasonic pulse devices that emit interference waves are currently operating in the vicinity. Therefore, distance measurement without malfunction is possible even when similar devices that emit ultrasonic pulses in the vicinity are operating.

本実施例に於て、制御回路5はその動作をソフトウェア
上で行うものでも良いが、ハードウェアロジック構成だ
けでも可能である。
In this embodiment, the control circuit 5 may perform its operation on software, but it is also possible to use only a hardware logic configuration.

第4図に本発明に係る他の具体例を示す。第4図におい
て、超音波振動子1、アナログスイッチ2、受信パルス
発生回路4、表示器6、第2のピーク検出手段を構成す
るピークホールド回路7、第1のピーク検出手段を形成
する帯域通過フィルター8とピークホールド回路9は、
いづれも第1実施例と同じものであるが、増幅器が第1
の増幅器(3′)と第2の増幅器(3’)とからなるカ
スケート2段構成となっており、また夫々の出力にピー
ク電圧値の比L/Vzを求める同一の回路7,8,9.
と7’、8’、9’が並列に配置されている。つまり第
1と第2のピーク検出手段42と43の組に対応する同
一検出手段の組が別に設けられる。この様な構成にする
ことで、受信増幅器のサチュレーションによるL/Vz
の精度劣化を防止することができる。尚本具体例におけ
る中央制御回路5′内の回路構成は第1図の中央制御回
路5の構成に準するものである。すなわち第2の増幅器
3″がもし飽和すると、その出力による比V+/Vzは
、誤った値となるので、その対策として飽和した時は利
得ステージの低い第1の増幅器3′の出力に切りかえて
、その比V r / V zを求める構成にすることで
ダイナミックレンジの広い判定が可能となる。
FIG. 4 shows another specific example according to the present invention. In FIG. 4, an ultrasonic transducer 1, an analog switch 2, a reception pulse generation circuit 4, a display 6, a peak hold circuit 7 forming a second peak detection means, and a bandpass forming a first peak detection means. The filter 8 and peak hold circuit 9 are
Both are the same as the first embodiment, but the amplifier is the same as the first embodiment.
It has a two-stage cascade configuration consisting of an amplifier (3') and a second amplifier (3'), and the same circuits 7, 8, 9 that calculate the peak voltage value ratio L/Vz for each output. ..
and 7', 8', and 9' are arranged in parallel. In other words, a set of identical detection means corresponding to the set of first and second peak detection means 42 and 43 is separately provided. With this configuration, L/Vz due to reception amplifier saturation can be reduced.
It is possible to prevent deterioration of accuracy. The circuit configuration within the central control circuit 5' in this specific example is similar to the configuration of the central control circuit 5 in FIG. In other words, if the second amplifier 3'' is saturated, the ratio V+/Vz based on its output will be an incorrect value, so as a countermeasure, when the second amplifier 3'' is saturated, the output is switched to the output of the first amplifier 3', which has a lower gain stage. , by determining the ratio V r /V z, it is possible to make a determination with a wide dynamic range.

〔効 果〕〔effect〕

以上述べたように本発明においては、自己の発信する中
心周波数と同−又は近似した中心周波数をもつ超音波発
振装置が存在している場合でもそれを検出し、異なる中
心周波数に変更して発信を行うことが出来るので、混信
による誤動作は全くなく、高速にかつ正確に物標迄の距
離を測定し、表示することが出来る。
As described above, in the present invention, even if there is an ultrasonic oscillator with a center frequency that is the same as or similar to the center frequency emitted by itself, it is detected, and the center frequency is changed to a different center frequency and then the ultrasonic oscillator transmits. Therefore, there is no malfunction due to interference, and the distance to the target can be measured and displayed quickly and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る超音波測距装置の概略を示すブロ
ック図である。 第2図は本発明において使用されるパルス波形を示す図
である。 第3図は本発明において使用されるプログラムのルーチ
ンを示す図である。 第4図は本発明の他の具体例を示す図である。 1・・・超音波振動子、 2・・・アナログスイッチ、
3・・・増幅器、     4・・・受信パルス発生手
段、5・・・中央制御回路、 6・・・表示手段、7.
9・・・ピークホールド回路、 8・・・帯域フィルター、 42・・・第1ピーク検出手段、 43・・・第2ピーク検出手段、 20・・・送受信手段、 30・・−測距手段、及び励振パルス発注手段、40・
・・比較判定手段、 41・・・比較判定回路、60・
・・表示手段制御手段。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an ultrasonic distance measuring device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing pulse waveforms used in the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a program routine used in the present invention. FIG. 4 is a diagram showing another specific example of the present invention. 1... Ultrasonic transducer, 2... Analog switch,
3... Amplifier, 4... Reception pulse generating means, 5... Central control circuit, 6... Display means, 7.
9...Peak hold circuit, 8...Band filter, 42...First peak detection means, 43...Second peak detection means, 20...Transmission/reception means, 30...-Distance measurement means, and excitation pulse ordering means, 40.
... Comparison and judgment means, 41... Comparison and judgment circuit, 60.
...Display means control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、所定の中心周波数をもつ超音波パルスを送信すると
ともに、物標から反射されて帰還した当該超音波パルス
信号を受信する、超音波パルス送受信手段、該超音波パ
ルス送受信手段における該パルスの送受信の情報にもと
ずいて物標までの距離を測定測距手段、測定した距離を
表示する手段、帯域濾波されない受信波の振幅の最大値
と帯域濾波された受信波の振幅の最大値とから当該受信
パルス信号波が自らの送信による反射波なのか否かを比
較し判定する比較判定手段、及び該判定手段の結果にも
とずいて測距手段による測定距離を該表示手段に表示す
るか否かを決定する制御手段を有することを特徴とした
超音波測距装置。 2、所定の中心周波数をもつ超音波パルス信号を送信す
るとともに、物標から反射されて帰還した当該超音波パ
ルス信号を受信する超音波パルス送受信手段、該超音波
パルス送受信手段における該パルスの送受信の情報に基
いて物標までの距離を測定する測距手段、測定した距離
を表示する手段、受信された超音波パルス信号を入力す
る少くとも前記所定の中心周波数をもつ帯域フィルター
と該帯域フィルターを通過したパルス信号のピーク値を
記憶するピークホールド回路とからなる第1のピーク検
出手段と、該入力信号を帯域フィルターを通さず直接該
パルス信号のピーク値を記憶するピークホールド回路か
らなる第2のピーク検出手段及び該第1と第2のピーク
検出手段からの出力を比較する比較判定手段、該比較判
定手段による比較値が所定の値以上である場合には当該
受信パルス信号は自己が送信したものであると判断しそ
の測距手段が測定した結果を該表示手段に表示させ、又
当該比較値が所定の値以下である場合には当該受信パル
ス信号は自己が送信したものではないと判断して当該測
定結果を該表示手段に表示しないように制御する制御手
段とから構成されていることを特徴とする超音波測距装
置。
[Claims] 1. An ultrasonic pulse transmitting/receiving means for transmitting an ultrasonic pulse having a predetermined center frequency and receiving the ultrasonic pulse signal reflected and returned from a target object; A distance measuring means for measuring the distance to the target based on information on the transmission and reception of the pulse in the means, a means for displaying the measured distance, a maximum amplitude value of the received wave that is not band-filtered, and a maximum value of the amplitude of the received wave that is not band-pass filtered. Comparison/determination means for comparing and determining whether the received pulse signal wave is a reflected wave from its own transmission based on the maximum value of the amplitude, and a distance measured by the distance measuring means based on the result of the determination means. An ultrasonic ranging device characterized by having a control means for determining whether or not to display information on a display means. 2. Ultrasonic pulse transmitting/receiving means for transmitting an ultrasonic pulse signal having a predetermined center frequency and receiving the ultrasonic pulse signal reflected and returned from a target object, and transmitting/receiving the pulse in the ultrasonic pulse transmitting/receiving means. a distance measuring means for measuring the distance to the target based on information on the object, a means for displaying the measured distance, a bandpass filter having at least the predetermined center frequency into which the received ultrasonic pulse signal is input, and the bandpass filter. a first peak detecting means consisting of a peak hold circuit that stores the peak value of the pulse signal that has passed through the input signal; a second peak detection means and a comparison judgment means for comparing the outputs from the first and second peak detection means, and if the comparison value by the comparison judgment means is greater than a predetermined value, the received pulse signal is It is determined that the received pulse signal has been transmitted, and the result measured by the distance measuring means is displayed on the display means, and if the comparison value is less than a predetermined value, the received pulse signal is not transmitted by the receiver itself. an ultrasonic distance measuring device comprising: a control means that determines that the measured result is displayed on the display means;
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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