JPH0452697Y2

JPH0452697Y2 -

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Publication number: JPH0452697Y2
Application number: JP1986040147U
Authority: JP
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1992-12-10
Also published as: JPS62152282U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、超音波物体検知装置に関し、更に詳
しくは、超音波をパルス状に発信した後、受信さ
れる信号に含まれるピーク波が反射波によるもの
かノイズによるものかを弁別することができる超
音波物体検知装置に関する。

考案の課題超音波物体検知装置は、超音波をパルス状に発
信し、その反射波を受信して物体を検知する装置
である。

ところが、超音波の発生源は数多くあるので、
超音波をパルス状に発信した後、その反射波を受
信しようとしても、他の超音波発生源からのノイ
ズが受信され、それを反射波によるピーク波と誤
認して、物体検知の判断を誤ることがある。

このため従来の物体検知装置は、ノイズのほと
んどない環境下で使わなければならない制限を受
けたり、ノイズを区別するために特殊な変調を発
信波に施さねばならない等の構成の複雑さを要し
ている。

本考案は、かかる事情に鑑みてなされたもの
で、受信される信号に含まれるピーク波が反射波
によるものかノイズによるものかを弁別する機能
を具備した超音波物体検知装置を提供することを
目的とする。

考案の構成本考案の超音波物体検知装置は、超音波をパル
ス状に発信し、その反射波を受信して物体を検知
する超音波物体検知装置において、受信される信
号に含まれるピーク波のピーク値を検出するピー
ク値検出手段と、そのピーク波の時間幅を検出す
る時間幅検出手段と、上記ピーク値検出手段によ
り検出された一つのピーク波のピーク値と上記時
間幅検出手段により検出されたこのピーク波の時
間幅との比を算出する比算出手段と、この比算出
手段による算出値と予め設定された基準値とを比
較してそのピーク波が反射波によるものかノイズ
によるものかを弁別する弁別手段とを具備してな
ることを構成上の特徴とするものである。

作用受信される信号に含まれるピーク波の波形に着
目すると、その波形は超音波の発生源と密接な関
係を有している。

すなわち、反射波によるピーク波は、パルス状
の発信波の波形をなだらかにした如き波形をして
おり、一方、ノイズによるピーク波は、その発生
源の性質に応じ、反射波のピーク波よりも急峻な
ピーク波であつたり、ブロードなピーク波であつ
たりする。

本考案の超音波物体検知装置では、ピーク波の
ピーク値と時間幅の比をとる比算出手段が、その
比はピーク波の波形を表わす一つのパラメータで
ある。従つて、反射波によるピーク波のピーク値
と時間幅との比は常に一定範囲にあり、ノイズに
よるピーク波のピーク値と時間幅の比は前記範囲
とは異なる値となる。

かくして、上記比算出手段により算出されたピ
ーク値と時間幅の比を予め設定された基準値と比
較して、一つのピーク波が反射波によるものかノ
イズによるものかを弁別することができる（弁別
手段）。

実施例以下、図に示す実施例に基づいて本考案を更に
詳しく説明する。ここに第１図は本考案の一実施
例の超音波物体検知装置のブロツク図、第２図は
第１図に示す実施例装置の作動を説明するための
信号波形図で、ａは装置と物体の距離を示し、ｂ
は受信波の波形を示し、ｃは1/2ピーク値電圧の
波形を示し、ｄは各ピーク波の時間幅を示すパル
ス波形を表している。尚、図に示す実施例により
本考案が限定されるものではない。

第１図に示す超音波物体検知装置１において、
基本波発生回路６で発生した40kHzの搬送波は、
コンピユータ２がアンドゲート７を300μsのパル
ス状に開くことでパルス波となり、増幅回路８及
び出力回路９を介して超音波ユニツト５の送信セ
ンサ５ａに入力されている。これにより送信セン
サ５ａからパルス状に超音波が発信される。

超音波ユニツト５の受信センサ５ｂは、外部か
ら入射する超音波を受信し、その受信信号は、増
幅回路１０、フイルタ１１、検波回路１２、プロ
グラマブルピークホールド回路１４及びＡ／Ｄコ
ンバータ１５を介して、コンピユータ２にデジタ
ル値で入力される。

コンピユータ２は、アンドゲート７を開いてパ
ルス状に超音波を発信した時から所定時間内に反
射波が検出されれば、その検出されるまでの経過
時間に比例した距離に物体があり、所定時間経過
しても検出されないときは物体が無いと判断す
る。そして、その判断結果を出力装置３において
報知する。

上記基本的構成は、従来公知の超音波物体検知
装置と同様である。

しかし、この実施例装置１では、さらにＤ／Ａ
コンバータ１６とコンパレータ１７とが設けられ
ており、検波後の受信信号の大きさがＤ／Ａコン
バータ１６の出力値より大なるときにコンパレー
タ１７から正出力を生じるように構成されてい
る。これは受信信号に含まれるピーク波の時間幅
を検出するための構成であり、究極的にはピーク
波が反射波によるものかノイズによるものかを弁
別するための構成である。

以下、その弁別の作動につき説明する。

第２図ａに示すように、超音波物体検知装置１
から距離l₁に物体O₁があり、距離l₂に物体O₂があ
るとき、超音波物体検知装置１から超音波を発信
し、次いで受信信号をみると、第２図ｂに示すよ
うに、物体O₁までの距離l₁に比例した時刻t₂に物
体O₁での反射によるピーク波Ｂが受信され、ま
た、物体O₂までの距離l₂に比例した時刻t₃に物体
O₂での反射によるピーク波Ｃが受信されるが、
そればかりではなく、ノイズによるピーク波Ａお
よびＤも受信される。

そうすると、物体O₁，O₂を正しく検知するた
めには、反射波によるピークＢ，Ｃとノイズによ
るピークＡ，Ｄとを弁別する必要が生じる。

このため、コンピユータ２は、まず超音波をパ
ルス状に発信した後、受信される信号に含まれる
ピーク波の時刻とピーク値とを検出し、記憶する
（ピーク値検出手段に相当）。

たとえば、第２図ｂに示す如き受信信号が得ら
れたとすると、ピーク波Ａについての時刻t₁とピ
ーク値P₁、ピーク波Ｂについての時刻t₂とピーク
値P₂、ピーク波Ｃについての時刻t₃とピーク値
P₃、及びピーク波Ｄについての時刻t₄とピーク値
P₄を記憶する。

次にマイクロコンピユータ２は、再度超音波を
パルス状に発信し、ピーク波Ａの時刻t₁より少し
前の時刻（t₁−Δt）に、Ｄ／Ａコンバータ１６
に、P₁／２の電圧すなわち1/2ピーク値電圧を出
力させる。また、同様に、ピーク波Ｂについても
時刻t₂より少し前の時刻（t₂−Δt）にP₂／２の電
圧を出力させ、同様の動作をピーク波Ｃ及びＤに
ついても行う。

Ｄ／Ａコンバータ１６の出力は、コンパレータ
１７に入力され、また、検波回路１２の出力もコ
ンパレータ１７に入力されている。

コンパレータ１７は、検波回路１２の出力（そ
の波形は第２図ｂに示す波形である）の値がＤ／
Ａコンバータ１６の出力電圧より高い場合にのみ
出力を発するから、第２図ｄに示すように、ピー
ク波Ａについては時間幅T₁のパルスが出力され、
ピーク波Ｂについては時間幅T₂のパルスが出力
され、ピーク波Ｃについては時間幅T₃のパルス
が出力され、ピーク波Ｄについては時間幅T₄の
パルスが出力される。

コンピユータ２は、これらコンパレータ１７の
出力パルスの時間幅T₁，T₂，T₃，T₄を検出する
（時間幅検出手段に相当）。

そして、その時間幅T₁，T₂，T₃，T₄を対応す
るピーク値P₁，P₂，P₃，P₄で除算する（比算出
手段に相当）。

本考案の考案者の知見によれば、その商の値
は、反射波によるピーク波Ｂ及びＣの場合は特定
の範囲に入る値であり、一方、ノイズによるピー
ク波Ａ及びＤの場合は前記特定の範囲を明らかに
外れた値であつた。

そこでコンピユータ２は、予め経験的に設定さ
れた基準値の範囲にその商があれば反射波による
ピーク波と判定し、その基準値の範囲を外れてお
ればノイズによるピーク波と判定する（弁別手段
に相当）。

かくして、コンピユータ２は、ピーク波Ｂとピ
ーク波Ｃを反射波によるピーク波、ピーク波Ａと
Ｄをノイズによるピーク波と弁別し、ピーク波Ｂ
のデータから物体O₁を検知し、ピーク波Ｃから
物体O₂を検知する。

以上のように、この超音波物体検知装置１によ
れば、ノイズの混入する環境下でも特殊な変調を
超音波に加えることなく好適に物体検知を行うこ
とができる。

考案の効果本考案によれば、超音波をパルス状に発信し、
その反射波を受信して物体を検知する超音波物体
検知装置において、受信される信号に含まれるピ
ーク波のピーク値を検出するピーク値検出手段
と、そのピーク波の時間幅を検出する時間幅検出
手段と、上記ピーク値検出手段により検出された
一つのピーク波のピーク値と上記時間幅検出手段
により検出されたこのピーク波の時間幅との比を
算出する比算出手段と、この比算出手段による算
出値と予め設定された基準値とを比較してそのピ
ーク波が反射波によるものかノイズによるものか
を弁別する弁別手段とを具備してなることを特徴
とする超音波物体検知装置が提供され、これによ
り超音波をパルス状に発信した後、受信される信
号に含まれるピーク波が反射波によるものかノイ
ズによるものかを好適に弁別できるようになるか
ら、ノイズの多い環境下においても好適に物体検
知を行うことができることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の超音波物体検知装
置のブロツク図、第２図は第１図に示す実施例装
置の作動を説明するための信号波形図で、ａは装
置と物体の距離を示し、ｂは受信波の波形を示
し、ｃは1/2ピーク値電圧の波形を示し、ｄは各
ピーク波の時間幅を示すパルス波形を表してい
る。符号の説明、１……超音波物体検知装置、２…
…コンピユータ、３……出力装置、５……超音波
ユニツト、５ａ……送信センサ、５ｂ……受信セ
ンサ、１６……Ｄ／Ａコンバータ、１７……コン
パレータ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１超音波をパルス状に発信し、その反射波を受
信して物体を検知する超音波物体検知装置にお
いて、受信される信号に含まれるピーク波のピーク
値を検出するピーク値検出手段と、そのピーク
波の時間幅を検出する時間幅検出手段と、上記
ピーク値検出手段により検出された一つのピー
ク波のピーク値と上記時間幅検出手段により検
出されたそのピーク波の時間幅との比を算出す
る比算出手段と、この比算出手段による算出値
と予め設定された基準値とを比較してそのピー
ク波が反射波によるものかノイズによるものか
を弁別する弁別手段とを具備してなることを特
徴とする超音波物体検知装置。２時間幅が、ピーク値の1/2以上となるピーク
波の時間幅である実用新案登録請求の範囲第１
項記載の超音波物体検知装置。