JPH04273085A - 超音波距離測定装置 - Google Patents
超音波距離測定装置Info
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- JPH04273085A JPH04273085A JP3418991A JP3418991A JPH04273085A JP H04273085 A JPH04273085 A JP H04273085A JP 3418991 A JP3418991 A JP 3418991A JP 3418991 A JP3418991 A JP 3418991A JP H04273085 A JPH04273085 A JP H04273085A
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 34
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波距離測定装置に関
し、長距離測定でも微小変位量の測定でも正確な計測が
できるようにしたものである。
し、長距離測定でも微小変位量の測定でも正確な計測が
できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波距離測定装置においては、
図３に示す如く、トリガ発生部１より出力されるトリガ
信号２に同期して、パルス発生部３より出力される超音
波パルス信号４が送受波部５に印加され、超音波パルス
６が送受波部５から標的７に向かって発射される。標的
７から反射してきた反射エコー８は送受波部５で反射エ
コー信号９に変換され、次に増幅部１０で増幅された反
射エコー増幅信号１１はパルス抽出部１６にて第１反射
エコーのみが取り出され、取り出されたパルス抽出信号
１７が、ゲイン調整部１８に設定されているしきい値よ
りも小さい時、ゲイン調整部１８は次回に受波する反射
エコー信号９の増幅ゲイン値１９を増加し、反射エコー
増幅信号１１がしきい値に達するまで増幅ゲイン値１９
の増加を繰り返す。トリガ信号２を受けてからパルス抽
出信号１７を受けるまでの時間が、パルス幅変換部２０
にてパルス幅に変換され、距離演算部２２にてパルス幅
変換信号２１と音速より、標的７までの距離を計算して
距離信号２３を出力する様に構成されていた。
図３に示す如く、トリガ発生部１より出力されるトリガ
信号２に同期して、パルス発生部３より出力される超音
波パルス信号４が送受波部５に印加され、超音波パルス
６が送受波部５から標的７に向かって発射される。標的
７から反射してきた反射エコー８は送受波部５で反射エ
コー信号９に変換され、次に増幅部１０で増幅された反
射エコー増幅信号１１はパルス抽出部１６にて第１反射
エコーのみが取り出され、取り出されたパルス抽出信号
１７が、ゲイン調整部１８に設定されているしきい値よ
りも小さい時、ゲイン調整部１８は次回に受波する反射
エコー信号９の増幅ゲイン値１９を増加し、反射エコー
増幅信号１１がしきい値に達するまで増幅ゲイン値１９
の増加を繰り返す。トリガ信号２を受けてからパルス抽
出信号１７を受けるまでの時間が、パルス幅変換部２０
にてパルス幅に変換され、距離演算部２２にてパルス幅
変換信号２１と音速より、標的７までの距離を計算して
距離信号２３を出力する様に構成されていた。
【０００３】図４はこの状態を示した波形図で、図４（
Ａ） はトリガ信号２を示し、図４（Ｂ）はパルス発生
部３で発生した超音波パルス信号４を示し、図４（Ｃ）
は該パルス信号４が送受波部５より発射され、標的７
で反射してきた反射エコー８を電気信号に変換した反射
エコー信号９を示し、図４（Ｄ） は反射エコー信号９
を増幅部１０で増幅した反射エコー増幅信号１１の状況
であり、同図のａ線はゲイン調整部１８で設定されたし
きい値を示し、図４（Ｅ） は増幅ゲイン値信号１９で
あり、反射エコー増幅信号１１にあわせて増幅ゲインを
調整している状況を示し、図４（Ｆ）はパルス抽出部１
６で反射エコー増幅信号１１を抽出する時間間隔を方形
波の凸部で示したものである。
Ａ） はトリガ信号２を示し、図４（Ｂ）はパルス発生
部３で発生した超音波パルス信号４を示し、図４（Ｃ）
は該パルス信号４が送受波部５より発射され、標的７
で反射してきた反射エコー８を電気信号に変換した反射
エコー信号９を示し、図４（Ｄ） は反射エコー信号９
を増幅部１０で増幅した反射エコー増幅信号１１の状況
であり、同図のａ線はゲイン調整部１８で設定されたし
きい値を示し、図４（Ｅ） は増幅ゲイン値信号１９で
あり、反射エコー増幅信号１１にあわせて増幅ゲインを
調整している状況を示し、図４（Ｆ）はパルス抽出部１
６で反射エコー増幅信号１１を抽出する時間間隔を方形
波の凸部で示したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波距離測定
装置では、図４に示す如く、（Ａ） 図のトリガ信号２
に対して、（Ｆ） 図の反射エコー抽出時間の抽出開始
タイミング及び抽出時間間隔が固定である為に次の欠点
があった。
装置では、図４に示す如く、（Ａ） 図のトリガ信号２
に対して、（Ｆ） 図の反射エコー抽出時間の抽出開始
タイミング及び抽出時間間隔が固定である為に次の欠点
があった。
【０００５】（１） 標的までの距離が長くなると超音
波往復時間が長くなり、反射エコー受信タイミングが、
（Ｆ） 図に示す反射エコー抽出時間よりも遅れて、反
射エコーの抽出が出来ず、測定不能となってしまう。図
４において第３番目のトリガ信号に対する（Ｃ） 図の
反射エコー信号９がこの状態を示している。
波往復時間が長くなり、反射エコー受信タイミングが、
（Ｆ） 図に示す反射エコー抽出時間よりも遅れて、反
射エコーの抽出が出来ず、測定不能となってしまう。図
４において第３番目のトリガ信号に対する（Ｃ） 図の
反射エコー信号９がこの状態を示している。
【０００６】（２） 標的位置の微小変化量を測定する
場合でも反射エコー抽出時間間隔が固定である為、超音
波を発射してから反射エコーを受波するまでの時間の変
化に比し、反射エコー抽出時間が大きく、この間ノイズ
を反射エコーと誤って抽出してしまう可能性が大きくな
ってしまう。
場合でも反射エコー抽出時間間隔が固定である為、超音
波を発射してから反射エコーを受波するまでの時間の変
化に比し、反射エコー抽出時間が大きく、この間ノイズ
を反射エコーと誤って抽出してしまう可能性が大きくな
ってしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明では次の機能を付加した。即ち、トリガ信号を予
め設定した時間だけ遅延させ、かつ遅延時間の調整も可
能とするトリガ遅延機能と、トリガ遅延時間の間に超音
波パルスが往復する距離を求めて測定距離に加えるオフ
セット補正機能と、反射エコーを抽出する時間間隔を調
整する機能とを付加した。
本発明では次の機能を付加した。即ち、トリガ信号を予
め設定した時間だけ遅延させ、かつ遅延時間の調整も可
能とするトリガ遅延機能と、トリガ遅延時間の間に超音
波パルスが往復する距離を求めて測定距離に加えるオフ
セット補正機能と、反射エコーを抽出する時間間隔を調
整する機能とを付加した。
【０００８】
【作用】標的との距離が長いことが予めわかっている場
合、トリガ遅延時間を調整することで超音波発振タイミ
ングと反射エコー抽出開始タイミングの間にオフセット
を設ける。これにより長距離の場合でも反射エコーを抽
出することが可能となる。又ここで設定したトリガ遅延
時間の間に超音波パルスが往復する距離を求め、遅延ト
リガ信号から反射エコー抽出までの時間から求めた距離
に加えることで標的までの真の距離を求めることが出来
る。本発明により高精度を保ち、なおかつ測定距離をひ
ろげることが可能となる。
合、トリガ遅延時間を調整することで超音波発振タイミ
ングと反射エコー抽出開始タイミングの間にオフセット
を設ける。これにより長距離の場合でも反射エコーを抽
出することが可能となる。又ここで設定したトリガ遅延
時間の間に超音波パルスが往復する距離を求め、遅延ト
リガ信号から反射エコー抽出までの時間から求めた距離
に加えることで標的までの真の距離を求めることが出来
る。本発明により高精度を保ち、なおかつ測定距離をひ
ろげることが可能となる。
【０００９】標的の位置が経時的に微小変化し、その変
化量を測定する場合、パルス抽出時間を短くすることで
、ノイズを反射エコーと誤って抽出する可能性を低減す
ることが出来る。
化量を測定する場合、パルス抽出時間を短くすることで
、ノイズを反射エコーと誤って抽出する可能性を低減す
ることが出来る。
【００１０】
【実施例】本発明による超音波距離測定装置の実施例を
図１に示す。トリガ発生部１より出力されるトリガ信号
２と同期してパルス発生部３で超音波パルス信号４が発
生し、送受波部５で超音波６が発射される。標的７で反
射した超音波エコー８は送受波部５で受波され、反射エ
コー信号９として増幅部１０で増幅される。トリガ遅延
部１２では予め設定した遅延時間だけトリガ信号２を遅
らせトリガ遅延信号１３を出力する。
図１に示す。トリガ発生部１より出力されるトリガ信号
２と同期してパルス発生部３で超音波パルス信号４が発
生し、送受波部５で超音波６が発射される。標的７で反
射した超音波エコー８は送受波部５で受波され、反射エ
コー信号９として増幅部１０で増幅される。トリガ遅延
部１２では予め設定した遅延時間だけトリガ信号２を遅
らせトリガ遅延信号１３を出力する。
【００１１】抽出用フィルタ部１４ではトリガ遅延信号
１３を受信後、予め設定した時間だけゲインが零で、こ
の時間を過ぎるとゲインが１となる。したがって増幅部
１０で増幅された反射エコー増幅信号１１のうちゲイン
が１の間の信号のみがパルス抽出部１６に伝達される。
１３を受信後、予め設定した時間だけゲインが零で、こ
の時間を過ぎるとゲインが１となる。したがって増幅部
１０で増幅された反射エコー増幅信号１１のうちゲイン
が１の間の信号のみがパルス抽出部１６に伝達される。
【００１２】パルス抽出部１６ではトリガ遅延信号１３
を受信後、一定時間内に来るフィルタ通過信号１５のう
ち、抽出用しきい値以上のゲインを持つ信号を抽出する
。抽出用フィルタ部１４とパルス抽出部１６を組み合わ
せることでパルス抽出時間を調整することが可能となる
。
を受信後、一定時間内に来るフィルタ通過信号１５のう
ち、抽出用しきい値以上のゲインを持つ信号を抽出する
。抽出用フィルタ部１４とパルス抽出部１６を組み合わ
せることでパルス抽出時間を調整することが可能となる
。
【００１３】ゲイン調整部１８では、パルス抽出部１６
で抽出したパルス抽出信号１７のゲインが増幅しきい値
よりも小さい時、次回に受波する反射エコー信号９の増
幅ゲイン値１９を増加し、又パルス抽出信号１７のゲイ
ンが増幅しきい値よりも大きい時、増幅ゲイン値１９を
減少し、反射エコー増幅信号１１が増幅しきい値に等し
くなる様に調整を繰り返す。
で抽出したパルス抽出信号１７のゲインが増幅しきい値
よりも小さい時、次回に受波する反射エコー信号９の増
幅ゲイン値１９を増加し、又パルス抽出信号１７のゲイ
ンが増幅しきい値よりも大きい時、増幅ゲイン値１９を
減少し、反射エコー増幅信号１１が増幅しきい値に等し
くなる様に調整を繰り返す。
【００１４】パルス幅変換部２０では、トリガ遅延信号
１３の受信からパルス抽出信号１７を受信するまでの時
間をパルス幅に変換し、このパルス幅を距離演算部２２
で距離信号２３に変換する。
１３の受信からパルス抽出信号１７を受信するまでの時
間をパルス幅に変換し、このパルス幅を距離演算部２２
で距離信号２３に変換する。
【００１５】オフセット補正部２４では、トリガ信号２
とトリガ遅延信号１３と音速を用いて、トリガ遅延時間
に超音波が往復する距離を求め、距離信号２３に加えて
オフセット補正を行い標的距離信号２５を出力する。
とトリガ遅延信号１３と音速を用いて、トリガ遅延時間
に超音波が往復する距離を求め、距離信号２３に加えて
オフセット補正を行い標的距離信号２５を出力する。
【００１６】図２は本実施例における信号波形を示した
ものである。（Ａ） 図はトリガ生成部１で生成される
トリガ信号２を示し、（Ｂ） 図はトリガ信号２に同期
して、パルス発生部３で出力される超音波パルス信号を
示し、（Ｃ） 図は標的７で反射したエコーを送受波部
５で受信し、増幅部１０で増幅した反射エコー増幅信号
１１を示している。
ものである。（Ａ） 図はトリガ生成部１で生成される
トリガ信号２を示し、（Ｂ） 図はトリガ信号２に同期
して、パルス発生部３で出力される超音波パルス信号を
示し、（Ｃ） 図は標的７で反射したエコーを送受波部
５で受信し、増幅部１０で増幅した反射エコー増幅信号
１１を示している。
【００１７】（Ｄ） 図はトリガ遅延部１２で設定され
たトリガ遅延時間だけトリガ信号２を遅延させたトリガ
遅延信号１３である。（Ｅ） 図は抽出用フィルタ部１
４のゲインを示し、トリガ遅延信号１３の受信タイミン
グから、設定した時間だけゲインが零となる。（Ｆ）
図はパルス抽出部１６でのパルス抽出時間を凸部で示し
たもので、（Ｅ） の抽出用フィルタゲインが１でかつ
、（Ｆ） の波形が凸の部分の区間が実質的パルス抽出
時間となる。（Ｇ） 図はパルス抽出信号１７を示し、
（Ｈ） 図はパルス幅変換部２０の出力パルスであり、
トリガ遅延信号１３を受信してからフィルタ通過信号１
５を受信するまでの時間に相当するパルス幅を持つ信号
である。（Ｉ）図はパルス幅変換部出力信号２１のパル
ス幅を距離に変換する様子を示したもので、（Ｈ） 図
パルス立下り時点での（Ｉ） 図のこぎり波の高さｈ１
に相当する距離が距離演算部出力信号２３となる。
たトリガ遅延時間だけトリガ信号２を遅延させたトリガ
遅延信号１３である。（Ｅ） 図は抽出用フィルタ部１
４のゲインを示し、トリガ遅延信号１３の受信タイミン
グから、設定した時間だけゲインが零となる。（Ｆ）
図はパルス抽出部１６でのパルス抽出時間を凸部で示し
たもので、（Ｅ） の抽出用フィルタゲインが１でかつ
、（Ｆ） の波形が凸の部分の区間が実質的パルス抽出
時間となる。（Ｇ） 図はパルス抽出信号１７を示し、
（Ｈ） 図はパルス幅変換部２０の出力パルスであり、
トリガ遅延信号１３を受信してからフィルタ通過信号１
５を受信するまでの時間に相当するパルス幅を持つ信号
である。（Ｉ）図はパルス幅変換部出力信号２１のパル
ス幅を距離に変換する様子を示したもので、（Ｈ） 図
パルス立下り時点での（Ｉ） 図のこぎり波の高さｈ１
に相当する距離が距離演算部出力信号２３となる。
【００１８】（Ｊ） 図はオフセット部２４内部におい
てトリガ信号２の立上りからトリガ遅延信号１３の立上
りまでの時間間隔に超音波パルスが往復する距離を求め
る様子を示したもので、のこぎり波の高さｈ２に相当す
る距離がオフセット距離となる。距離演算部出力とオフ
セット距離の和（ｈ１＋ｈ２に相当）がオフセット補正
部２４の出力となり、この値が標的距離の測定値となる
。
てトリガ信号２の立上りからトリガ遅延信号１３の立上
りまでの時間間隔に超音波パルスが往復する距離を求め
る様子を示したもので、のこぎり波の高さｈ２に相当す
る距離がオフセット距離となる。距離演算部出力とオフ
セット距離の和（ｈ１＋ｈ２に相当）がオフセット補正
部２４の出力となり、この値が標的距離の測定値となる
。
【００１９】
【発明の効果】本発明により実現される効果は下記の通
りである。 （１） 反射エコー信号の抽出タイミングを遅らせるこ
とで測定距離を広げることが可能となった。従来の方法
では高精度で標的との距離を測定する為には、測定装置
自身を標的の極めて近い場所に設置する必要があったが
、本発明によれば超音波反射波を検出出来る範囲内であ
ればいくらでも測定装置を標的から離して設置すること
が出来、高精度で標的までの距離を測定することが可能
となる。
りである。 （１） 反射エコー信号の抽出タイミングを遅らせるこ
とで測定距離を広げることが可能となった。従来の方法
では高精度で標的との距離を測定する為には、測定装置
自身を標的の極めて近い場所に設置する必要があったが
、本発明によれば超音波反射波を検出出来る範囲内であ
ればいくらでも測定装置を標的から離して設置すること
が出来、高精度で標的までの距離を測定することが可能
となる。
【００２０】（２） 標的位置の微少変化量を測定する
場合、反射エコー信号の抽出時間を短縮することでノイ
ズを反射エコー信号と誤って検出する確率を減少させる
ことが可能となる。
場合、反射エコー信号の抽出時間を短縮することでノイ
ズを反射エコー信号と誤って検出する確率を減少させる
ことが可能となる。
【図１】本発明の実施例装置を示す構成図である。
【図２】実施例の信号を示す信号波形図である。
【図３】従来装置を示す構成図である。
【図４】従来装置の信号を示す信号波形図である。
１ トリガ発生部
２ トリガ信号
３ パルス発生部
４ 超音波パルス信号
５ 送受波部
６ 超音波パルス
７ 標的
８ 反射エコー
９ 反射エコー信号
１０ 増幅部
１１ 反射エコー増幅信号
１２ トリガ遅延部
１３ トリガ遅延信号
１４ 抽出用フィルタ部
１５ フィルタ通過信号
１６ パルス抽出部
１７ パルス抽出信号
１８ ゲイン調整部
１９ 増幅ゲイン値
２０ パルス幅変換部
２１ パルス幅変換信号
２２ 距離演算部
２３ 距離信号
２４ オフセット補正部
２５ 標的距離信号
Claims (1)
- 【請求項１】 電気信号パルスを発生するパルス発生
部と、電気信号パルスを超音波パルスに変換し標的に向
けて発射して標的からの反射エコーを受波する送受波部
と、超音波パルスの反射から反射エコーを受波するまで
の時間を計測しこの値から標的までの距離を求める距離
演算部を具備する超音波距離測定装置において、超音波
パルス往復時間の計測開始タイミングを遅らせる計測遅
延部と、この遅延時間の間に超音波パルスが往復する距
離を求めて距離演算部出力に加えるオフセット補正部と
、超音波パルス往復時間の計測を開始してから設定した
時間間隔だけ反射エコーの増幅ゲインが零となり他の時
間はゲインが所定の値となる反射エコー抽出用フィルタ
部を有することを特徴とする超音波距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3034189A JP2786546B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 超音波距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3034189A JP2786546B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 超音波距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04273085A true JPH04273085A (ja) | 1992-09-29 |
| JP2786546B2 JP2786546B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=12407244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3034189A Expired - Lifetime JP2786546B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 超音波距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786546B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108885252A (zh) * | 2016-03-18 | 2018-11-23 | 株式会社电装 | 物体检测装置 |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP3034189A patent/JP2786546B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108885252A (zh) * | 2016-03-18 | 2018-11-23 | 株式会社电装 | 物体检测装置 |
| CN108885252B (zh) * | 2016-03-18 | 2022-06-07 | 株式会社电装 | 物体检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2786546B2 (ja) | 1998-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980506 |