JPH06201824A - Ultrasonic distance meter - Google Patents

Ultrasonic distance meter

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JPH06201824A
JPH06201824A JP1693A JP1693A JPH06201824A JP H06201824 A JPH06201824 A JP H06201824A JP 1693 A JP1693 A JP 1693A JP 1693 A JP1693 A JP 1693A JP H06201824 A JPH06201824 A JP H06201824A
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JP
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distance
gate
wave
ultrasonic
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Inventor
Toshiya Kimura
敏也 木村
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Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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Abstract

PURPOSE:To provide an ultrasonic distance meter which can properly measure a near distance and a far distance. CONSTITUTION:A near distance gate signal, a monitor gate signal equivalent to a secondary wave, and a far distance gate signal are generated from a near distance gate circuit 14, a monitor gate circuit 15 equivalent to the secondary wave, and a far distance gate circuit 16, respectively, the reflection signal from an object is identified by a CPU 13 based on the presence or absence and the signal width of the reflection signal during generation of these gate signals, and the distance to the object is calculated and is displayed on a distance display 12 based on the identified reflection signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波信号を送出し、
該超音波信号の物体による反射信号を受信して、物体ま
での距離を算出する超音波距離計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention sends ultrasonic signals,
The present invention relates to an ultrasonic range finder that receives a reflection signal of an ultrasonic signal from an object and calculates a distance to the object.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の従来の超音波距離計は、例えば
図4に示すように、CPU1から送出される送信タイミ
ング信号によって駆動信号発生器2を駆動し、該駆動信
号発生器2からの駆動信号をドライバを介して超音波送
波器4に供給し、これにより超音波送波器4から所定の
周波数の超音波信号を所定パルス幅および所定パルス間
隔で送出する。この超音波信号は、超音波信号の送出方
向に存在する例えば先行車両等の図示しない物体で反射
され、超音波受波器5で受信される。超音波受波器5で
受信された反射信号は増幅器6で増幅され、所定の周波
数特性を有する帯域フィルタ7で濾波された後、検波回
路8に供給される。検波回路8は帯域フィルタ7で濾波
された反射信号から包絡線検波し、この包絡線検波した
信号をゲート回路9に供給する。このゲート回路9は、
前記超音波送波器4から超音波受波器5に直接伝達され
る回り込み波の影響を防止するためのものであり、これ
らの信号が継続する所定期間(すなわち、反射波検出不
能時間)、検波回路8からの検波信号をマスキングす
る。図5(a)はCPU1から送信される送信タイミン
グ信号を示しているが、ゲート回路9による波形マスキ
ングは図5(b)に示すように出力され、斜線で示す前
記回り込み信号をマスクし、この期間が反射波検出不能
時間となっている。
2. Description of the Related Art A conventional ultrasonic range finder of this type drives a drive signal generator 2 by a transmission timing signal sent from a CPU 1 as shown in FIG. The drive signal is supplied to the ultrasonic wave transmitter 4 via the driver, whereby the ultrasonic wave transmitter 4 transmits an ultrasonic wave signal of a predetermined frequency at a predetermined pulse width and a predetermined pulse interval. This ultrasonic signal is reflected by an object (not shown) such as a preceding vehicle existing in the ultrasonic signal transmission direction, and is received by the ultrasonic receiver 5. The reflected signal received by the ultrasonic wave receiver 5 is amplified by the amplifier 6, filtered by the bandpass filter 7 having a predetermined frequency characteristic, and then supplied to the detection circuit 8. The detection circuit 8 envelope-detects the reflected signal filtered by the bandpass filter 7, and supplies the envelope-detected signal to the gate circuit 9. This gate circuit 9
This is for preventing the influence of the wraparound wave directly transmitted from the ultrasonic wave transmitter 4 to the ultrasonic wave receiver 5, and is for a predetermined period in which these signals continue (that is, a reflected wave undetectable time), The detection signal from the detection circuit 8 is masked. FIG. 5A shows the transmission timing signal transmitted from the CPU 1. The waveform masking by the gate circuit 9 is output as shown in FIG. 5B, and the sneak signal shown by hatching is masked. The period is the time when the reflected wave cannot be detected.

【0003】ゲート回路9による波形マスキングによる
反射波検出不能時間の終了後にゲート回路9はゲート開
となるゲート信号を図5(c)に示すように発生し、こ
のゲート信号で前記超音波受波器5で受信される反射信
号をゲートし、コンパレータ10に供給する。コンパレ
ータ10は、前記ゲート信号でゲートされた反射信号を
しきい値設定手段11からの所定のしきい値信号と比較
し、例えば反射信号のレベルがしきい値信号のレベルよ
りも大きい場合、CPU1に高レベル信号を供給する。
CPU1は、前記送信タイミング信号の発生時点からコ
ンパレータ10の高出力レベル信号が供給される時点ま
での時間を計測し、この時間に基づいて物体までの距離
を演算し、距離表示器12に表示する。
After the end of the reflected wave undetectable time due to the masking of the waveform by the gate circuit 9, the gate circuit 9 generates a gate signal for opening the gate as shown in FIG. 5C, and the gate signal causes the ultrasonic wave reception. The reflected signal received by the device 5 is gated and supplied to the comparator 10. The comparator 10 compares the reflection signal gated by the gate signal with a predetermined threshold signal from the threshold setting means 11, and when the level of the reflection signal is larger than the level of the threshold signal, the CPU 1 Supply a high level signal to.
The CPU 1 measures the time from the time when the transmission timing signal is generated to the time when the high output level signal of the comparator 10 is supplied, calculates the distance to the object based on this time, and displays it on the distance indicator 12. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の超音波
距離計では、予め設定した送信時間および超音波送波器
の残響時間に依存する超音波受波器への図5(b)に示
す回り込み波の継続時間中に、反射超音波信号を受信で
きず、この結果近距離の計測が困難であるという問題が
ある。
In the above-mentioned conventional ultrasonic range finder, FIG. 5 (b) shows an ultrasonic receiver depending on a preset transmission time and a reverberation time of the ultrasonic transmitter. There is a problem that the reflected ultrasonic signal cannot be received during the duration of the wraparound wave, and as a result, it is difficult to measure a short distance.

【0005】また、極力近距離の計測を行うためには、
マスキング時間を短くするとともに、前記しきい値設定
手段で設定されるしきい値レベルを図6(a)に示すよ
うに残響回り込み波を検出しない程度にまで増大する必
要があるが、このようにすると、図6(b)に示すよう
に、低レベルである遠距離からの反射波を検出すること
ができなくなるという問題がある。
In order to measure the short distance as much as possible,
It is necessary to shorten the masking time and increase the threshold level set by the threshold setting means to the extent that reverberation wraparound waves are not detected as shown in FIG. 6A. Then, as shown in FIG. 6B, there is a problem that it becomes impossible to detect a reflected wave from a long distance, which is a low level.

【0006】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、近距離から遠距離までの測定
を適確に行うことができる超音波距離計を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above,
It is an object of the invention to provide an ultrasonic range finder capable of accurately measuring from a short distance to a long distance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の超音波距離計は、超音波信号を送出する送
出手段と、該送出手段から送出される超音波信号が物体
に当たって反射された反射信号を受信する受信手段と、
近距離物体からの反射信号を検出すべく前記超音波信号
の送出タイミングの後の比較的接近した時刻に近距離ゲ
ート信号を発生する近距離ゲート手段と、2次反射波を
検出すべく前記近距離ゲート信号の後に2次波相当信号
監視ゲート信号を発生する2次波相当信号監視ゲート手
段と、遠距離物体からの反射信号を検出すべく前記2次
波相当監視ゲート信号の後に遠距離ゲート信号を発生す
る遠距離ゲート手段と、前記近距離ゲート信号、2次波
相当信号監視ゲート信号および遠距離ゲート信号の発生
中における前記反射信号の有無および信号幅に基づいて
前記物体からの反射信号を識別し、この識別した反射信
号に基づいて物体までの距離を算出する識別算出手段と
を有することを要旨とする。
In order to achieve the above object, an ultrasonic range finder according to the present invention has a transmitting means for transmitting an ultrasonic signal and an ultrasonic signal transmitted from the transmitting means for reflecting on an object. Receiving means for receiving the reflected signal
A short-distance gate means for generating a short-distance gate signal at a relatively close time after the ultrasonic signal transmission timing for detecting a reflection signal from a short-distance object, and the short-distance gate means for detecting a secondary reflected wave. Secondary-wave equivalent signal monitoring gate means for generating a secondary-wave equivalent signal monitoring gate signal after the distance gate signal, and a long-distance gate after the secondary-wave equivalent monitoring gate signal for detecting a reflected signal from a long-distance object. A long-distance gate means for generating a signal, a short-distance gate signal, a secondary wave equivalent signal monitoring gate signal, and a reflection signal from the object based on the presence or absence of the reflection signal and a signal width during generation of the long-distance gate signal And an identification calculation means for calculating the distance to the object based on the identified reflection signal.

【0008】[0008]

【作用】本発明の超音波距離計では、近距離ゲート信
号、2次波相当信号監視ゲート信号および遠距離ゲート
信号を発生し、これらのゲート信号の発生中における反
射信号の有無および信号幅に基づいて物体からの反射信
号を識別し、この識別した反射信号に基づいて物体まで
の距離を算出している。
In the ultrasonic distance meter of the present invention, a short-distance gate signal, a secondary wave equivalent signal monitoring gate signal and a long-distance gate signal are generated, and the presence or absence of a reflection signal and the signal width during generation of these gate signals are detected. The reflection signal from the object is identified based on the above, and the distance to the object is calculated based on the identified reflection signal.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1は、本発明の一実施例に係わる超音波
距離計の回路構成を示すブロック図である。同図に示す
超音波距離計は、図4に示した超音波距離計においてゲ
ート回路9とコンパレータ10との間に近距離ゲート回
路14、2次波相当信号監視ゲート回路15、遠距離ゲ
ート回路16を新たに設けるとともに、これらを制御す
るCPUの機能が異なり、CPU13として設けられて
いる点が異なるのみであり、その他の構成および作用は
図4と同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付され
ている。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an ultrasonic range finder according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic rangefinder shown in the same figure has the short range gate circuit 14, the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 15, the long range gate circuit between the gate circuit 9 and the comparator 10 in the ultrasonic rangefinder shown in FIG. 16 is newly provided, and the function of the CPU for controlling them is different, and only the point that it is provided as the CPU 13 is different. Other configurations and operations are the same as those in FIG. 4, and the same components are designated by the same reference numerals. Is attached.

【0011】前記近距離ゲート回路14は、近距離物体
からの反射信号を検出すべく前記超音波信号の送出タイ
ミングの後の比較的接近した時刻に近距離ゲート信号を
発生する。また、2次波相当信号監視ゲート回路15
は、2次反射波を検出すべく前記近距離ゲート信号の後
に2次波相当信号監視ゲート信号を発生する。更に、遠
距離ゲート回路16は、遠距離物体からの反射信号を検
出すべく前記2次波相当監視ゲート信号の後に遠距離ゲ
ート信号を発生する。そして、CPU13は、前記近距
離ゲート回路14からの近距離ゲート信号、2次波相当
信号監視ゲート回路15からの2次波相当信号監視ゲー
ト信号および遠距離ゲート回路16からの遠距離ゲート
信号の発生中における物体からの反射信号の有無および
その信号幅に基づいて物体からの反射信号を識別し、こ
の識別した反射信号に基づいて物体までの距離を算出す
る。なお、前記近距離ゲート信号、2次波相当信号監視
ゲート信号および遠距離ゲート信号は、詳しくは後述す
る図2に示されている。
The short-distance gate circuit 14 generates a short-distance gate signal at a relatively close time after the transmission timing of the ultrasonic signal in order to detect a reflection signal from a short-distance object. In addition, the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 15
Generates a secondary wave equivalent signal monitoring gate signal after the short range gate signal in order to detect a secondary reflected wave. Further, the long-distance gate circuit 16 generates a long-distance gate signal after the secondary-wave-corresponding monitoring gate signal in order to detect a reflection signal from a long-distance object. Then, the CPU 13 outputs the short range gate signal from the short range gate circuit 14, the secondary wave equivalent signal monitor gate signal from the secondary wave equivalent signal monitor gate circuit 15 and the long range gate signal from the long range gate circuit 16. The reflection signal from the object is identified based on the presence or absence of the reflection signal from the object being generated and its signal width, and the distance to the object is calculated based on the identified reflection signal. The short range gate signal, the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal and the long range gate signal are shown in FIG. 2 described later in detail.

【0012】次に、図2に示す波形図を参照しながら、
図3に示すフローチャートに従って作用を説明する。
Next, referring to the waveform diagram shown in FIG.
The operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0013】CPU1から送出される送信タイミング信
号によって駆動信号発生器2を駆動し、該駆動信号発生
器2からの駆動信号をドライバを介して超音波送波器4
に供給し、これにより超音波送波器4から所定の周波数
の超音波信号を所定パルス幅および所定パルス間隔で送
出する(図3のステップ110)。この超音波信号は、
回り込み信号として超音波送波器4から直接超音波受波
器5に到達する他に、超音波信号の送出方向に存在する
例えば先行車両等の図示しない物体で反射され、超音波
受波器5で受信される(ステップ120)。超音波受波
器5で受信された反射信号は増幅器6で増幅され、所定
の周波数特性を有する帯域フィルタ7で濾波された後、
検波回路8に供給される。検波回路8は帯域フィルタ7
で濾波された反射信号から包絡線検波し、この包絡線検
波した信号をゲート回路9に供給する(ステップ13
0)。このゲート回路9は、超音波送波器4から超音波
受波器5に直接伝達される回り込み波を検出しないよう
に波形マスキングを行うものであり、これはCPU13
により制御される。
The drive signal generator 2 is driven by the transmission timing signal sent from the CPU 1, and the drive signal from the drive signal generator 2 is transmitted through the driver to the ultrasonic wave transmitter 4
Then, the ultrasonic wave transmitter 4 sends out an ultrasonic wave signal of a predetermined frequency with a predetermined pulse width and a predetermined pulse interval (step 110 in FIG. 3). This ultrasonic signal is
In addition to directly reaching the ultrasonic wave receiver 5 from the ultrasonic wave transmitter 4 as a wraparound signal, the ultrasonic wave receiver 5 is reflected by an object (not shown) such as a preceding vehicle existing in the ultrasonic wave signal sending direction. (Step 120). The reflected signal received by the ultrasonic wave receiver 5 is amplified by the amplifier 6, filtered by the bandpass filter 7 having a predetermined frequency characteristic,
It is supplied to the detection circuit 8. The detection circuit 8 is a bandpass filter 7
Envelope detection is performed from the reflected signal filtered in step S3, and the envelope-detected signal is supplied to the gate circuit 9 (step 13).
0). The gate circuit 9 performs waveform masking so as not to detect a wraparound wave directly transmitted from the ultrasonic wave transmitter 4 to the ultrasonic wave receiver 5, which is a CPU 13.
Controlled by.

【0014】詳しくは、このマスキングは、従来の方法
では、図5(b)に示すように回り込み波レベルがしき
い値設定手段11で設定されるしきい値レベルよりも下
回るまで継続されているが、本実施例では、そこまで継
続せずに、図2(a)に示すように、回り込み波レベル
があるレベルまで低下すると想定する時点でマスキング
を終了するように設定されている。この結果、従来より
も更に近距離の計測が可能となる。また、本実施例で
は、後述するようにしきい値レベルを従来よりもかなり
低く設定することができるので、従来よりも遠距離の計
測が可能となっている。
Specifically, in the conventional method, this masking is continued until the sneak wave level becomes lower than the threshold level set by the threshold setting means 11 as shown in FIG. 5 (b). However, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the masking is set not to continue to that point, but to end at the time when it is assumed that the level of the wraparound wave will drop to a certain level. As a result, it becomes possible to measure a closer distance than in the past. Further, in the present embodiment, the threshold level can be set to be considerably lower than the conventional one as described later, so that it is possible to measure a longer distance than the conventional one.

【0015】ゲート回路9で回り込み波をマスキングさ
れた後、ゲート回路9から出力される反射信号は、前記
近距離ゲート回路14、2次波相当信号監視ゲート回路
15、遠距離ゲート回路16に供給される。近距離ゲー
ト回路14は、CPU13からの近距離ゲート回路制御
信号によって制御され、図2(a),(c),(e),
(g)に示すように、前記ゲート回路9によるマスキン
グ時間の直後に回り込み波の末端部を含む所定の近距離
ゲート信号を発生し、この近距離ゲート信号の間ゲート
を開き、反射信号を通過させる。通常、検知体、すなわ
ち物体が存在しない場合でも、図2(a)に示すように
回り込み信号の末端部が近距離ゲート回路14を通過す
ることになるが、何らかの原因で回り込み信号が検出さ
れないレベルまで低下した場合には、この近距離ゲート
回路14には何等の信号も通過しないことになる。但
し、ここでは回り込み信号のレベルは十分検出され得る
レベルのものであるとする。
After the wraparound wave is masked by the gate circuit 9, the reflected signal output from the gate circuit 9 is supplied to the short distance gate circuit 14, the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 15, and the long distance gate circuit 16. To be done. The short-distance gate circuit 14 is controlled by the short-distance gate circuit control signal from the CPU 13, and the short-distance gate circuit 14 shown in FIGS.
As shown in (g), a predetermined short-distance gate signal including the end portion of the wraparound wave is generated immediately after the masking time by the gate circuit 9, the gate is opened during the short-distance gate signal, and the reflected signal is passed. Let Normally, even when there is no sensing object, that is, an object, the end portion of the sneak-in signal passes through the short-distance gate circuit 14 as shown in FIG. When it goes down, no signal passes through the short-distance gate circuit 14. However, it is assumed here that the level of the sneak signal is a level that can be sufficiently detected.

【0016】近距離ゲート回路14を通過した反射信号
は、コンパレータ10に供給され、しきい値設定手段1
1からのしきい値信号と比較される。近距離ゲート回路
14を通過した反射信号がしきい値信号よりも大きい場
合、コンパレータ10は高レベル信号を発生し、この信
号をCPU13に供給する。そして、CPU13は、こ
の近距離ゲート信号の間にコンパレータ10からの出力
信号が存在するか否かをチェックする(ステップ14
0)。近距離ゲート信号の間にコンパレータ10の出力
信号がある場合には、この出力信号が複数あるか否かを
チェックする(ステップ150)。なお、物体が存在し
ない場合には、図2(b)に示すように、通常回り込み
波の末端部に相当するパルス信号のみが近距離ゲート信
号の間に存在する。また、コンパレータ10からの出力
信号が複数ある場合には、後述するようにパルス幅が最
長のパルス信号に相当する反射波を1次波と判定する
(ステップ160)。
The reflected signal that has passed through the short-distance gate circuit 14 is supplied to the comparator 10, and the threshold setting means 1 is provided.
The threshold signal from 1 is compared. When the reflected signal passing through the short-distance gate circuit 14 is larger than the threshold signal, the comparator 10 generates a high level signal and supplies this signal to the CPU 13. Then, the CPU 13 checks whether or not the output signal from the comparator 10 exists between the short range gate signals (step 14).
0). If there is an output signal of the comparator 10 between the short range gate signals, it is checked whether or not there are a plurality of output signals (step 150). Note that when there is no object, as shown in FIG. 2B, only the pulse signal corresponding to the end portion of the normal wraparound wave exists between the short-distance gate signals. When there are a plurality of output signals from the comparator 10, the reflected wave corresponding to the pulse signal having the longest pulse width is determined to be the primary wave as described later (step 160).

【0017】次に、近距離ゲート信号の間に存在する反
射信号が回り込み波に相当する信号であるかどうかを判
定するために、2次波相当信号監視ゲート回路15をC
PU13からの2次波相当信号監視ゲート回路制御信号
によって制御し、2次波相当信号監視ゲート信号を発生
し、この2次波相当信号監視ゲート信号の間ゲートを開
いて、反射信号を通過させ、この間に反射信号があるか
否かをCPU13でチェックする(ステップ170)。
なお、2次波相当信号監視ゲート信号は近距離ゲート信
号の間に存在する反射信号に基づいてCPU13により
その発生タイミングが制御される。すなわち、近距離ゲ
ート信号の間に存在する反射信号が近距離物体に起因す
るものである場合には、検出され得るレベルの2次反射
信号(すなわち、1次反射信号が超音波受波器5により
反射され、更にもう1度近距離物体によって反射され、
超音波受波器5により検出される反射信号)が存在する
はずである。しかしながら、その反射信号が前記回り込
み信号に相当するものである場合には、2次反射信号は
検出されないはずである。近距離に物体が存在しない場
合には、後者に相当するので、図2(b)に示すよう
に、2次波相当信号監視ゲート信号の間にコンパレータ
10の出力信号は存在しない。従って、CPU13は物
体を検出せず、反射信号は回り込み信号であると判定す
る(ステップ180)。
Next, in order to determine whether or not the reflected signal existing between the short range gate signals is a signal corresponding to a wraparound wave, the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 15 is set to C.
The secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit control signal from the PU 13 is controlled to generate the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal, and the gate is opened during the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal to allow the reflected signal to pass. The CPU 13 checks whether or not there is a reflected signal during this period (step 170).
The generation timing of the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal is controlled by the CPU 13 based on the reflection signal existing between the short range gate signals. That is, when the reflection signal existing between the short range gate signals is due to the short range object, the secondary reflection signal of a level that can be detected (that is, the primary reflection signal is the ultrasonic wave receiver 5). Is reflected by, and again by a near object,
There should be a reflected signal detected by the ultrasonic receiver 5. However, if the reflected signal corresponds to the wraparound signal, the secondary reflected signal should not be detected. When the object does not exist at a short distance, the latter corresponds to the latter, so that the output signal of the comparator 10 does not exist between the secondary wave equivalent signal monitoring gate signals as shown in FIG. 2B. Therefore, the CPU 13 does not detect the object and determines that the reflected signal is the sneak signal (step 180).

【0018】次に、近距離に物体が存在する場合の動作
について説明する。近距離に物体が存在する場合には、
図2(c)に示すように、近距離ゲート回路14からの
近距離ゲート信号の間に回り込み波の端末部と物体から
の反射信号の2種類の信号が存在することになる。この
結果、近距離ゲート信号の間には、図2(d)に示すよ
うに、コンパレータ10から2種類の信号が出力される
(ステップ140,150)。ここで、近距離物体から
の反射信号のレベルは回り込み波の端末部のレベルより
も大きいので、コンパレータ10の出力信号の幅もそれ
に応じて大きくなる。CPU13はこの2つの信号の継
続時間を計数し、その長い方の信号を物体からの1次反
射パルスであると判定する(ステップ160)。この判
定された1次反射パルスのパルス幅の値はCPU13内
のメモリに記憶される。
Next, the operation when an object exists at a short distance will be described. When an object exists at a short distance,
As shown in FIG. 2C, there are two types of signals between the short-distance gate signal from the short-distance gate circuit 14, that is, the terminal portion of the sneaking wave and the reflection signal from the object. As a result, between the short range gate signals, two types of signals are output from the comparator 10 as shown in FIG. 2 (d) (steps 140 and 150). Here, since the level of the reflected signal from the short-distance object is higher than the level of the terminal portion of the sneak wave, the width of the output signal of the comparator 10 also increases accordingly. The CPU 13 counts the duration of these two signals and determines that the longer signal is the primary reflection pulse from the object (step 160). The value of the determined pulse width of the primary reflection pulse is stored in the memory in the CPU 13.

【0019】それから、CPU13は、前記判定した反
射信号のタイミングに基づいて2次波相当信号監視ゲー
ト回路15を制御し、2次波相当信号監視ゲート回路1
5から2次波相当信号監視ゲート信号を出力させる。そ
して、この2次波相当信号監視ゲート信号でゲート回路
9からの反射信号をゲートし、近距離物体からの2次反
射波を図2(c)に示すように検出する(ステップ17
0)。この場合、コンパレータ10は、2次波相当信号
監視ゲート信号の間に図2(d)に示すようにパルス信
号を出力する。
Then, the CPU 13 controls the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 15 based on the determined timing of the reflected signal and controls the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 1.
5 outputs a secondary wave equivalent signal monitoring gate signal. Then, the reflected signal from the gate circuit 9 is gated by this secondary wave equivalent signal monitoring gate signal, and the secondary reflected wave from the short-distance object is detected as shown in FIG. 2C (step 17).
0). In this case, the comparator 10 outputs a pulse signal as shown in FIG. 2D between the secondary wave equivalent signal monitoring gate signals.

【0020】CPU13はこのパルス信号、すなわち2
次反射パルスの継続時間を計測し、この2次反射パルス
の継続時間が前記1次反射パルスの継続時間よりも短い
か否か判定する(ステップ190)。通常、この2次反
射パルスは、1次反射パルスよりも小さいレベルである
ので、2次反射パルスの継続時間は1次反射パルスの継
続時間よりも短い。実際に短いと判定された場合には、
1次反射パルスが物体からの反射信号であると判定し、
CPU13は近距離ゲート信号の間に発生する1次反射
信号に相当するパルスの立ち上がりから該1次反射パル
スの立ち上がりまでの時間から物体までの距離を算出
し、距離表示器12に表示する(ステップ200)。
The CPU 13 outputs this pulse signal, that is, 2
The duration of the secondary reflection pulse is measured, and it is determined whether the duration of the secondary reflection pulse is shorter than the duration of the primary reflection pulse (step 190). Usually, the secondary reflection pulse has a level smaller than that of the primary reflection pulse, and thus the duration of the secondary reflection pulse is shorter than the duration of the primary reflection pulse. If it is actually determined to be short,
It is determined that the primary reflection pulse is the reflection signal from the object,
The CPU 13 calculates the distance to the object from the time from the rise of the pulse corresponding to the primary reflection signal generated during the short range gate signal to the rise of the primary reflection pulse, and displays it on the distance indicator 12 (step 200).

【0021】次に、物体が比較的遠距離に存在し、2次
波相当信号監視ゲート回路15から出力される2次波相
当信号監視ゲート信号の間に物体からの1次反射信号が
発生する場合について説明する。
Next, the object exists at a relatively long distance, and a primary reflection signal from the object is generated between the secondary wave equivalent signal monitoring gate signals output from the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 15. The case will be described.

【0022】この場合には、近距離ゲート回路14から
の近距離ゲート信号の間には、図2(e)および(f)
に示すように回り込み波に起因するコンパレータ10の
出力信号しか存在しない(ステップ150)。また、こ
の出力信号のタイミングに基づいてCPU13は2次波
相当信号監視ゲート信号を発生するように2次波相当信
号監視ゲート回路15を制御する。そして、この2次波
相当信号監視ゲート信号の間に反射信号があるか否かを
チェックする(ステップ170)。この場合には、2次
波相当信号監視ゲート信号の間に、図2(e)に示すよ
うに物体からの1次反射信号が到来するので、この信号
に応答してコンパレータ10は2次波相当信号監視ゲー
ト信号の間に図2(f)に示すように出力パルスを発生
する。この出力パルスの継続時間はCPU13で計数さ
れる。この場合、該2次波相当信号監視ゲート信号の間
に発生する反射波は、それほど遠方にある物体からのも
のではないので、その強度も回り込み波の端末信号のレ
ベルよりも十分大きい。従って、2次波相当信号監視ゲ
ート信号の間に検出される物体の1次反射信号に起因す
るコンパレータ10からの出力信号の継続時間は回り込
み波に起因するパルス信号よりも長くなる。そして、実
際に長いと判定された場合には(ステップ190)、2
次波相当信号監視ゲート信号に検出された反射信号が物
体からの1次反射信号であると判断し、その反射信号の
立ち上がりタイミングから距離を算出し、距離表示器1
2に表示する(ステップ210)。
In this case, between the short range gate signals from the short range gate circuit 14, FIG.
As shown in (1), there is only the output signal of the comparator 10 due to the wraparound wave (step 150). Further, the CPU 13 controls the secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 15 so as to generate the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal based on the timing of this output signal. Then, it is checked whether or not there is a reflection signal between the secondary wave equivalent signal monitoring gate signals (step 170). In this case, since the primary reflected signal from the object arrives between the secondary wave equivalent signal monitoring gate signals as shown in FIG. 2E, the comparator 10 responds to this signal by the secondary wave. An output pulse is generated between the corresponding signal monitoring gate signals as shown in FIG. The duration of this output pulse is counted by the CPU 13. In this case, the reflected wave generated between the secondary-wave-corresponding signal monitoring gate signals does not come from an object that is far away, so that its intensity is also sufficiently higher than the level of the terminal signal of the sneaking wave. Therefore, the duration of the output signal from the comparator 10 due to the primary reflection signal of the object detected during the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal is longer than the pulse signal due to the wraparound wave. When it is determined that the length is actually long (step 190), 2
It is determined that the reflection signal detected by the next wave equivalent signal monitoring gate signal is the primary reflection signal from the object, the distance is calculated from the rising timing of the reflection signal, and the distance indicator 1
2 is displayed (step 210).

【0023】次に、物体が遠方に存在する場合の動作に
ついて説明する。
Next, the operation when the object is present at a distance will be described.

【0024】近距離ゲート信号の間に発生する反射信号
が回り込み波によるものであると判定するまでの処理
は、上述したステップ110〜180で説明した処理と
同じである。ステップ180で回り込み波と判定される
と、CPU13は遠距離ゲート回路制御信号を遠距離ゲ
ート回路16に供給して、遠距離ゲート信号を発生し、
この遠距離ゲート信号でゲート回路9からの反射信号を
ゲートする。この遠距離ゲート信号は、図2(g)に示
すように、次の超音波信号が超音波送波器4から送出さ
れるまで継続する。この遠距離ゲート信号の間に反射信
号が発生すると、図2(h)に示すようにこの反射信号
に応じてコンパレータ10から出力パルスが出力され
る。なお、本実施例では、上述したように、しきい値レ
ベルをかなり低く設定することができるので、より遠方
の物体からの反射信号も検出することができる。
The process until it is determined that the reflected signal generated between the short range gate signals is due to the wraparound wave is the same as the process described in steps 110 to 180 above. When it is determined in step 180 that the wave is the wraparound wave, the CPU 13 supplies the long-distance gate circuit control signal to the long-distance gate circuit 16 to generate the long-distance gate signal,
The reflection signal from the gate circuit 9 is gated by this long-distance gate signal. This long-distance gate signal continues until the next ultrasonic wave signal is transmitted from the ultrasonic wave transmitter 4, as shown in FIG. When a reflection signal is generated between the long-distance gate signals, an output pulse is output from the comparator 10 according to the reflection signal as shown in FIG. In this embodiment, as described above, the threshold level can be set to a considerably low level, so that a reflection signal from a farther object can also be detected.

【0025】CPU13は前記遠距離ゲート信号の間に
発生するパルス信号をその長短に関わらず物体からの1
次反射信号であると判定し、その立ち上がりタイミング
に基づいて物体までの距離を算出し、距離表示器12に
表示する(ステップ220)。
The CPU 13 outputs a pulse signal generated between the long-distance gate signals from the object regardless of its length.
It is determined that the signal is the next reflection signal, the distance to the object is calculated based on the rising timing, and the result is displayed on the distance display 12 (step 220).

【0026】なお、本発明の上述した超音波距離計は、
例えば車両に搭載され、先行車との車間距離を測定する
のに利用されるが、これに限定されるものでない。
The above-described ultrasonic rangefinder of the present invention is
For example, it is mounted in a vehicle and is used to measure the inter-vehicle distance to the preceding vehicle, but is not limited to this.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
近距離ゲート信号、2次波相当信号監視ゲート信号およ
び遠距離ゲート信号を発生し、これらのゲート信号の発
生中における反射信号の有無および信号幅に基づいて物
体からの反射信号を識別し、この識別した反射信号に基
づいて物体までの距離を算出しているので、近距離に存
在する物体も遠距離に存在する物体も適確かつ高い精度
をもって検出し、該物体までの距離を適確に計測するこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
A short range gate signal, a secondary wave equivalent signal monitoring gate signal and a long range gate signal are generated, and the reflection signal from the object is identified based on the presence or absence of the reflection signal and the signal width during the generation of these gate signals. Since the distance to the object is calculated based on the identified reflection signal, both the object existing at a short distance and the object existing at a long distance are detected accurately and with high accuracy, and the distance to the object is accurately detected. It can be measured.

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

【図1】本発明の一実施例に係わる超音波距離計の回路
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an ultrasonic range finder according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す超音波距離計の各部の信号波形を示
す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing a signal waveform of each part of the ultrasonic distance meter shown in FIG.

【図3】図1に示す超音波距離計の作用を示すフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the ultrasonic range finder shown in FIG.

【図4】従来の超音波距離計の回路構成を示すブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional ultrasonic distance meter.

【図5】図4に示す超音波距離計の信号検出の様子を示
す波形図である。
5 is a waveform diagram showing how the ultrasonic distance meter shown in FIG. 4 detects a signal.

【図6】回り込み信号と物体からの反射信号との関係を
示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing a relationship between a sneak signal and a reflection signal from an object.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 超音波送波器 5 超音波受波器 9 ゲート回路 10 コンパレータ 13 CPU 14 近距離ゲート回路 15 2次波相当信号監視ゲート回路 16 遠距離ゲート回路 4 ultrasonic wave transmitter 5 ultrasonic wave receiver 9 gate circuit 10 comparator 13 CPU 14 short distance gate circuit 15 secondary wave equivalent signal monitoring gate circuit 16 long distance gate circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波信号を送出する送出手段と、該送
出手段から送出される超音波信号が物体に当たって反射
された反射信号を受信する受信手段と、近距離物体から
の反射信号を検出すべく前記超音波信号の送出タイミン
グの後の比較的接近した時刻に近距離ゲート信号を発生
する近距離ゲート手段と、2次反射波を検出すべく前記
近距離ゲート信号の後に2次波相当信号監視ゲート信号
を発生する2次波相当信号監視ゲート手段と、遠距離物
体からの反射信号を検出すべく前記2次波相当監視ゲー
ト信号の後に遠距離ゲート信号を発生する遠距離ゲート
手段と、前記近距離ゲート信号、2次波相当信号監視ゲ
ート信号および遠距離ゲート信号の発生中における前記
反射信号の有無および信号幅に基づいて前記物体からの
反射信号を識別し、この識別した反射信号に基づいて物
体までの距離を算出する識別算出手段とを有することを
特徴とする超音波距離計。
1. A sending means for sending an ultrasonic signal, a receiving means for receiving a reflected signal reflected by an ultrasonic signal sent from the sending means hitting an object, and a reflected signal from a short-distance object. Therefore, a short-distance gate means for generating a short-distance gate signal at a relatively close time after the transmission timing of the ultrasonic signal, and a secondary wave equivalent signal after the short-distance gate signal for detecting a secondary reflected wave Secondary-wave-corresponding signal monitoring gate means for generating a monitoring gate signal, and long-distance gate means for generating a long-distance gate signal after the secondary-wave-corresponding monitoring gate signal for detecting a reflected signal from a long-distance object, A reflection signal from the object is identified based on the presence or absence of the reflection signal and the signal width during the generation of the short range gate signal, the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal and the long range gate signal, An ultrasonic rangefinder, comprising: an identification calculation unit that calculates a distance to an object based on the identified reflection signal.
【請求項2】 前記識別算出手段は、前記近距離ゲート
信号の発生中および前記2次波相当監視ゲート信号の発
生中に前記受信手段からの出力信号がない場合、前記超
音波信号の送出方向に物体がないと判断する判断手段
と、前記近距離ゲート信号の発生中に前記受信手段から
の出力信号が複数存在する場合、最も幅の長い信号を選
択し、前記超音波信号の送出から前記選択信号の立ち上
がりまでの時間の2倍付近において前記2次波相当信号
監視ゲート信号を発生し、該2次波相当信号監視ゲート
信号の発生中に前記受信手段からの出力信号が存在し、
該出力信号の信号幅が前記選択信号の信号幅よりも短い
場合、前記超音波信号の送出から前記選択信号の立ち上
がりまでの時間に基づいて物体までの距離を算出する第
1の算出手段と、前記近距離ゲート信号の発生中に前記
受信手段からの出力信号が存在し、前記超音波信号の送
出から前記受信手段からの出力信号の立ち上がりまでの
時間の2倍付近において前記2次波相当信号監視ゲート
信号を発生し、該2次波相当信号監視ゲート信号の発生
中に前記受信手段からの出力信号が存在し、該出力信号
の信号幅が前記近距離ゲート信号の発生中に存在する前
記受信手段からの出力信号の信号幅よりも長い場合、前
記超音波信号の送出から前記2次波相当信号監視ゲート
信号の発生中に存在する前記受信手段からの出力信号の
立ち上がりまでの時間に基づいて物体までの距離を算出
する第2の算出手段とを有することを特徴とする請求項
1記載の超音波距離計。
2. The transmission direction of the ultrasonic signal, wherein the identification calculation means outputs the ultrasonic signal when there is no output signal from the reception means during the generation of the short-distance gate signal and the generation of the secondary-wave-equivalent monitoring gate signal. When there are a plurality of output signals from the receiving means during the generation of the short-distance gate signal, the determining means for determining that there is no object in the, the signal having the longest width is selected, The secondary wave equivalent signal monitoring gate signal is generated in the vicinity of twice the time until the rise of the selection signal, and the output signal from the receiving means exists during the generation of the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal,
When the signal width of the output signal is shorter than the signal width of the selection signal, first calculation means for calculating the distance to the object based on the time from the transmission of the ultrasonic signal to the rising of the selection signal, The output signal from the receiving means exists during the generation of the short-distance gate signal, and the secondary wave equivalent signal is present in the vicinity of twice the time from the transmission of the ultrasonic signal to the rising of the output signal from the receiving means. A monitoring gate signal is generated, an output signal from the receiving means is present during generation of the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal, and a signal width of the output signal is present during generation of the short range gate signal. When the signal width of the output signal from the receiving means is longer, from the transmission of the ultrasonic signal to the rising of the output signal from the receiving means existing during the generation of the secondary wave equivalent signal monitoring gate signal. Ultrasonic distance meter according to claim 1, characterized in that it comprises a second calculating means for calculating the distance to the object based on the between.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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