JPH0618662A - 測距システム用呼掛け装置及び応答装置並びに測距システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 トランスポンダ式測距システムの応答装置側
において呼掛け装置との距離を求めることができるよう
にする。 【構成】 呼掛け装置１０の信号生成モード制御部６０
は、距離・周期換算回路６２が距離演算器２８の求めた
応答装置４０との距離データに基づいて、トリガ信号発
生器１６によるトリガ信号の発生周期を求める。比較器
６８は、時計６６のクロックパルスによって計数した時
間が設定値になると、トリガ信号発生器１６にトリガ信
号を出力させ、超音波振動子２４が出力する呼掛け信号
３０の送信周期を変化させる。一方、応答装置４０の周
期検出回路７０は、超音波振動子５４が受けた呼掛け信
号３０の送信周期を求め、距離換算器７４に送る。距離
換算器７４は、周期検出回路７０が求めた周期に一致す
る周期に対応した距離を距離データ記憶回路７２から読
み出し、呼掛け装置１０までの距離として出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波や電磁波などを
利用して距離を求める測距システムに係り、特に呼掛け
装置と応答装置とを有する、いわゆる二次レーダ式の測
距システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、応答装置であるトランスポンダを
用いた超音波測距システムは、図２のようになってい
た。すなわち、呼掛け装置１０は、後述する呼掛け信号
を生成する呼掛け信号発生部１２を備えている。呼掛け
信号発生部１２は、発振回路１４とトリガ信号発生器１
６およびこれらの呼掛け信号発生部１２とトリガ信号発
生器１６とが接続してあるゲート回路１８とから構成し
てある。また、呼掛け装置１０には、ゲート回路１８の
出力側に接続した増幅器２０、この増幅器２０の出力側
に接続してある送受信切換器２２、送受信切換器２２に
接続され、呼掛け信号３０を出力する超音波振動子２
４、送受信切換器２２に接続され、後述する応答信号が
入力してくる波形整形回路２６、波形整形回路２６の出
力側に接続してあり、波形整形回路２６が出力した矩形
波とトリガ信号発生器１６からのトリガ信号とが入力す
る距離演算器２８とが設けてある。

【０００３】呼掛け信号３０を受ける応答装置４０に
は、応答信号を生成するための発振回路４２、トリガ信
号発生器４４、ゲート回路４６が設けてあるとともに、
ゲート回路４６の出力側に、増幅器４８を介して送受信
切換器５０が接続してある。そして、送受信切換器５０
には、呼掛け装置１０が送出した呼掛け信号３０を受け
るとともに、応答信号５２を出力する超音波振動子５４
と波形整形回路５６とが接続してある。この波形整形回
路５６の出力信号は、トリガ信号発生器４４に入力する
ようになっている。

【０００４】このように構成してある従来のトランスポ
ンダ式超音波測距システムは、図３の（Ａ）に示したよ
うに、呼掛け装置１０のトリガ信号発生器１６が所定の
周期Ｔ₀ をもって所定幅のトリガパルスを発生し、ゲー
ト回路１８をｔ₀ 秒だけ開ける。これにより、超音波振
動子２４は、ゲート回路１８を通過した発振回路１４の
出力信号によって励振され、図３（Ｂ）のように周波数
ｆ₁ の超音波からなる呼掛け信号３０を送信する。

【０００５】応答装置４０は、超音波振動子５４が受け
た超音波呼掛け信号３０を電気信号に変換し、送受信切
換器５０を介して波形整形回路５６に送る。波形整形回
路５６は、受けた信号を矩形波に波形整形し、トリガ信
号発生器４４に入力する。そして、トリガ信号発生器４
４は、波形整形回路５６から信号が入力してくると同時
に、または所定の時間だけ遅延してトリガ信号を発生
し、ゲート回路４６を開ける。これにより、超音波振動
子５４は、発振回路４２が出力する周波数ｆ₂ の超音波
応答信号５２を呼掛け装置１０に出力する。

【０００６】呼掛け装置１０の超音波振動子２４は、呼
掛け信号３０を出力してからｔ秒後に図３（Ｃ）に示し
たような応答信号５２を受け、電気信号に変換して送受
信切換器２２を介して波形整形回路２６に送る。波形整
形回路２６は、入力してきた応答信号５２を波形整形し
て図３（Ｄ）のようは矩形波を距離演算器２８に入力す
る。そして、距離演算器２８は、呼掛け信号３０の送信
時刻（トリガ信号発生器１６からのトリガ信号入力時
刻）と応答信号５２の受信時刻との差に基づいて応答装
置４０までの距離を算出し、距離データとして出力す
る。

【０００７】すなわち、応答装置４０が呼掛け信号３０
の受信と同時に応答信号５２を出力する場合、距離演算
器２８は応答装置４０までの距離Ｌを次の数１式によっ
て求め、これを表示装置やプリンタ、または制御装置や
警報装置に出力する。

【数１】Ｌ＝（Ｖ×ｔ）÷２ ただし、ここにＶは音速、ｔは呼掛け信号の送信から応
答信号の受信までの時間である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、呼掛け装置
１０は、固定した状態で使用される場合もあるが、多く
の場合、車両や船舶等の移動体に搭載される。このた
め、応答装置４０の側においても、移動体が接近してき
たことや、移動体が異常に接近したことを知りたい場合
がある。しかし、従来のトランスポンダ式測距システム
においては、応答装置４０の側は、単に応答信号５２を
出力するのみで、呼掛け装置１０との間の距離を求める
ことができなかった。

【０００９】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、応答装置側において呼掛け装置
との距離を求めることができる測距システムを提供する
ことを目的とし、またそのための呼掛け装置と応答装置
とを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る測距システム用呼掛け装置は、呼掛
け信号を生成する呼掛け信号発生部と、前記呼掛け信号
の送信時刻とこの呼掛け信号に対する応答信号の受信時
刻とから、応答信号を出力した応答装置との距離を求め
る距離演算部とを有する測距システム用呼掛け装置にお
いて、前記距離演算部が求めた距離の大きさに応じて、
前記呼掛け信号発生部の呼掛け信号生成モードを変える
信号生成モード制御部を設けたことを特徴としている。

【００１１】また、本発明に係る測距システム用応答装
置は、呼掛け装置が出力した呼掛け信号に応じて応答信
号を出力する測距システム用応答装置において、前記呼
掛け装置が求めた距離の大きさに応じて変化させる前記
呼掛け信号の送信モードを検出するモード検出部と、こ
のモード検出部が検出した送信モードに基づいて、前記
呼掛け装置との距離を求める距離算出部とを有する特徴
としている。

【００１２】そして、本発明に係る測距システムは、呼
掛け信号を送信する呼掛け装置と、この呼掛け装置が出
力した呼掛け信号に応じて応答信号を出力する応答装置
とを有する測距システムにおいて、前記呼掛け装置は、
前記呼掛け信号を生成する呼掛け信号発生部と、前記呼
掛け信号の送信時刻とこの呼掛け信号に対する応答信号
の受信時刻とから、応答信号を出力した前記応答装置と
の距離を求める距離演算部と、この距離演算部が求めた
距離の大きさに応じて、前記呼掛け信号発生部の呼掛け
信号生成モードを変える信号生成モード制御部とを有
し、前記応答装置は、前記呼掛け装置が出力した呼掛け
信号の送信モードを検出するモード検出部と、このモー
ド検出部が検出した送信モードに基づいて、前記呼掛け
装置との距離を求める距離算出部とを有する構成となっ
ている。

【００１３】

【作用】上記の如く構成した本発明に係る測距システム
は、呼掛け装置が応答装置との距離に応じて、例えば呼
掛け信号の送信間隔を変えるなどの送信モードを変化さ
せる。そして、応答装置は、モード検出部が呼掛け装置
の出力する呼掛け信号の送信モードを検出し、距離算出
部が検出した送信モードに対応した呼掛け装置との距離
を求める。これにより応答装置側は、呼掛け装置との距
離、すなわち呼掛け装置を搭載した移動体との距離を知
ることができ、この移動体の接近状況の把握や、必要に
応じて警報を出すことが可能となる。

【００１４】

【実施例】本発明に係る測距システム用呼掛け装置及び
応答装置並びに測距システムの好ましい実施例を、添付
図面に従って詳説する。なお、前記従来技術において説
明した部分に相当する部分については、同一の符号を付
し、その説明を省略する。

【００１５】図１は、本発明の実施例に係る測距システ
ムのブロック図である。図１において、呼掛け装置１０
は、呼掛け信号発生部１２が発振回路１４とトリガ信号
発生器１６とゲート回路１８とによって構成してある。
そして、トリガ信号発生器１６が出力したトリガ信号
は、ゲート回路１８と距離演算器２８とに入力するよう
になっている。

【００１６】信号生成モード制御部６０は、距離演算器
２８から距離データを受けて、呼掛け信号３０の送信間
隔を求める距離・周期換算回路６２、この距離・周期換
算回路６２によって呼掛け信号３０の発生周期が設定さ
れる周期設定器６４、この周期設定器６４の設定値と時
計６６が出力する時間とを比較して、トリガ信号発生器
１６にトリガ信号の発生命令を与える比較器６８とから
構成してある。なお、周期設定器６４は、呼掛け装置１
０が作動を開始した初期状態にある場合、予め定められ
た呼掛け信号３０の基準周期Ｔ₀ が自動的に設定される
ようになっている。

【００１７】一方、応答装置４０の波形整形回路５６に
は、トリガ信号発生器４４とモード検出部となる周期検
出回路７０が接続してあり、呼掛け信号３０の送信周期
を周期検出回路７０によって検出できるようにしてあ
る。そして、周期検出回路７０の出力信号は、距離デー
タ記憶回路７２に格納してあるデータとともに、距離算
出部である距離換算器７４に入力するようになってい
る。なお、距離データ記憶回路７２には、呼掛け信号３
０の送信周期に対応させて呼掛け装置１０との距離が予
め格納してある。そして、距離換算器７４は、周期検出
回路７０が求めた周期を距離データ記憶回路７２内の周
期と比較し、呼掛け装置１０までの距離を求める。

【００１８】上記の如く構成した実施例の作用は、次に
とおりである。呼掛け装置１０は、距離演算器２８が距
離データを出力しない初期状態にある場合、トリガ信号
発生器１６が信号生成モード制御部６０の比較器６８か
ら所定の周期Ｔ₀ でトリガ信号の出力命令を受け、基準
周期Ｔ₀ をもってトリガ信号を発生してゲート回路１８
を開け、発振回路１４の出力する周波数ｆ₁ の呼掛け信
号を増幅器２０に送り出す。

【００１９】超音波振動子２４は、送受信切換器２２を
介して増幅器２０が出力した呼掛け信号によって駆動さ
れ、超音波の呼掛け信号３０を応答装置４０に向けて送
信する。一方、応答装置４０は、超音波振動子５４が超
音波呼掛け信号３０を受け、電気信号に変換して送受信
切換器５０を介して波形整形回路５６に送る。そして、
波形整形回路５６は、波形整形して得た矩形波をトリガ
信号発生器４４と周期検出回路７０とに入力する。

【００２０】トリガ信号発生器４４は、波形整形回路２
６から信号が入力するとトリガ信号を発生し、前記した
ように超音波振動子５４から超音波の応答信号５２が呼
掛け装置１０に向けて出力される。また、モード検出部
である周期検出回路７０は、波形整形回路５６から入力
する矩形波に基づいて、呼掛け信号３０の送信周期Ｔを
求めて距離換算器７４に出力する。しかし、初期状態の
場合、距離換算器７４は、周期検出回路７０が求めた呼
掛け信号３０の送信周期Ｔが基準周期Ｔ₀ であるため、
呼掛け装置１０との距離を求めない。

【００２１】呼掛け装置１０の超音波振動子２４は、超
音波の応答信号５２を電気信号に変換し、送受信切換器
２２を介して波形整形回路２６に入力する。波形整形回
路２６は、入力してきた信号を矩形波に波形整形して距
離演算器２８に送出する。距離演算器２８は、トリガ信
号発生器１６がトリガ信号発を発生した時刻と、波形整
形回路２６から矩形波が入力した時刻、すなわち超音波
振動子２４が応答信号５２を受けた時刻との差を求め、
前述したように応答装置４０までの距離を演算し、距離
データを図示しない制御装置や警報装置などに出力する
とともに、信号生成モード制御部６０の距離・周期換算
回路６２に入力する。

【００２２】距離・周期換算回路６２は、距離演算器２
８から距離データが入力すると、予め定められた規則に
従って、例えば距離の大きさに比例したトリガ信号の発
生周期を演算し、その演算値を周期設定器６４に設定す
る。また、比較器６８は、時計６６の出力するクロック
パルスによって時間を計数し、計数した時間が周期設定
器６４に設定した時間になると、トリガ信号発生器１６
にトリガ信号の出力命令を与える。これにより、超音波
振動子２４の出力する超音波呼掛け信号３０の送信周
期、すなわち呼掛け信号３０の送信モードが変化する。

【００２３】応答装置４０の周期検出回路７０は、前記
と同様にして波形整形回路５６から矩形波が入力してく
ると、その矩形波の入力間隔から呼掛け信号３０の送信
周期を求め、距離換算器７４に送る。距離換算器７４
は、周期検出回路７０から呼掛け信号３０の送信周期が
入力してくると、その周期に対応した距離を距離データ
記憶回路７２から読み出し、呼掛け装置１０までの距離
として警報装置や監視装置等に出力する。

【００２４】このように、実施例においては、応答装置
４０においても呼掛け装置１０までの距離を求めること
ができるため、呼掛け装置１０を搭載した移動体の移動
状況や接近状況などを把握することができ、必要に応じ
て警報などを発することが可能となる。

【００２５】なお、前記実施例においては超音波による
測距システムについて説明したが、マイクロ波やレーザ
光などを用いた測距システムにも適用することができ
る。また、前記実施例においては、呼掛け信号３０の送
信モードを変化させる際に、呼掛け信号３０の出力間隔
を変えた場合について説明したが、呼掛け信号３０の長
さを変えてもよく、長さと周期との両方を変化させても
よい。さらに、信号生成モード制御部６０は実施例に限
定されず、呼掛け信号発生部１２の信号送信モードを変
えることができるものであればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、呼掛け装置が応答装置との距離に応じて呼掛け信号
の送信モードを変えるようにしたことにより、応答装置
においても、この送信モードを検出して呼掛け装置との
距離を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る超音波測距システムのブ
ロック図である。

【図２】従来の超音波測距システムのブロック図であ
る。

【図３】従来の超音波測距システムにおける呼掛け装置
の作用説明図である。

【符号の説明】

１０ 呼掛け装置 １２ 呼掛け信号発生部 ２４、５４ 超音波振動子 ２８ 距離演算器 ３０ 呼掛け信号 ４０ 応答装置 ５２ 応答信号 ６０ 信号生成モード制御部 ６２ 距離・周期換算回路 ６４ 周期設定器 ６６ 時計 ６８ 比較器 ７０ モード検出部（周期検出回路） ７４ 距離算出部（距離換算器）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 呼掛け信号を生成する呼掛け信号発生部
   と、前記呼掛け信号の送信時刻とこの呼掛け信号に対す
   る応答信号の受信時刻とから、応答信号を出力した応答
   装置との距離を求める距離演算部とを有する測距システ
   ム用呼掛け装置において、前記距離演算部が求めた距離
   の大きさに応じて、前記呼掛け信号発生部の呼掛け信号
   生成モードを変える信号生成モード制御部を設けたこと
   を特徴とする測距システム用呼掛け装置。
2. 【請求項２】 呼掛け装置が出力した呼掛け信号に応じ
   て応答信号を出力する測距システム用応答装置におい
   て、前記呼掛け装置が求めた距離の大きさに応じて変化
   させる前記呼掛け信号の送信モードを検出するモード検
   出部と、このモード検出部が検出した送信モードに基づ
   いて、前記呼掛け装置との距離を求める距離算出部とを
   有するこを特徴とする測距システム用応答装置。
3. 【請求項３】 呼掛け信号を送信する呼掛け装置と、こ
   の呼掛け装置が出力した呼掛け信号に応じて応答信号を
   出力する応答装置とを有する測距システムにおいて、 前記呼掛け装置は、前記呼掛け信号を生成する呼掛け信
   号発生部と、前記呼掛け信号の送信時刻とこの呼掛け信
   号に対する応答信号の受信時刻とから、応答信号を出力
   した前記応答装置との距離を求める距離演算部と、この
   距離演算部が求めた距離の大きさに応じて、前記呼掛け
   信号発生部の呼掛け信号生成モードを変える信号生成モ
   ード制御部とを有し、 前記応答装置は、前記呼掛け装置が出力した呼掛け信号
   の送信モードを検出するモード検出部と、このモード検
   出部が検出した送信モードに基づいて、前記呼掛け装置
   との距離を求める距離算出部とを有するこを特徴とする
   測距システム。