JPH09150710A - 距離検出装置 - Google Patents

距離検出装置

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JPH09150710A
JPH09150710A JP7310785A JP31078595A JPH09150710A JP H09150710 A JPH09150710 A JP H09150710A JP 7310785 A JP7310785 A JP 7310785A JP 31078595 A JP31078595 A JP 31078595A JP H09150710 A JPH09150710 A JP H09150710A
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和也 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズレベルに応じた検波閾値の設定及び送
信出力の適正化を可能とし、ある特定の周波数ノイズに
よる距離検出精度の低下を防止する。 【解決手段】 距離検出装置10は送信用の超音波セン
サ12と受信用の超音波センサ14とを備えている。制
御回路13の超音波センサ部22は、基準パルス発振回
路22A、検波スレッショルド演算部22B、反射時間
カウンター回路22C、距離演算部22D、ノイズレベ
ル検出・演算部22Eを備えており、最大検知距離往復
時間から次の送信までの時間の間のノイズレベルを測定
すると共に、測定されたノイズレベルと検波閾値とを比
較し、検波閾値と送信出力とのうちの少なくとも一方を
ノイズレベルに応じて調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は距離検出装置に係
り、特に超音波センサを用いて検知対象物との距離を検
出する距離検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、距離検出装置としては、自動車の
運転席に着座した乗員との距離を検出する装置が知られ
ており、その一例が特開平5−270351号公報に示
されている。
【0003】図5に示される如く、この装置は、運転席
70の車両前方に設けられたステアリングホイール72
に折り畳んで格納されたエアバッグ袋体74を、車両急
減速時に展開する装置であって、ダッシュボードに設け
られた超音波センサからなる距離センサ76、78を用
いて、エアバッグ袋体の格納位置から、運転席70に着
座した乗員80の上半身までの距離を検出するようにな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
に超音波センサを用いた距離検出装置では、車両の風切
り音や窓を開けた場合の空気流入音、またはエアコンデ
ィショナーの空気吹き出し音等に含まれるある特定の周
波数ノイズによって、距離検出精度が低下することが考
えられる。
【0005】即ち、超音波センサで用いている周波数
は、人間の可聴域を越える20000Hz以上(多く
は、40000〜2000000Hz程度)を用いてお
り、ノイズがそれら周波数域であれば当然影響を受ける
し、例えそれら以外の周波数(可聴域のノイズは聞こえ
ているのであるから当然発生している)であっても超音
波受信素子を振動させ、本来の信号を埋もれさせたり演
算処理に影響を及ぼす。
【0006】また、超音波による距離検出方式としては
代表的なものとして、パルス方式がある。これは、超音
波の送信時刻と反射波の受信時刻の時間差を計測して、
超音波の伝播速度(C=340m/s:at15℃)か
ら往復距離を求め、その半分をセンサから検知対象物ま
での距離とする。ここで、ノイズの影響が生じる計測処
理としては、受信時刻の計測における受信波の検波であ
る。一般に検波は、ある所定の検波閾値を設定し、その
値を越える受信出力があった場合、その時刻を計測す
る。
【0007】もし、ノイズレベルが検波閾値を越えた場
合には、反射波受信以前にノイズ受信タイミングで計時
してしまい、本来の位置検出ができない。そのような場
合の対応は、従来、AGC(オートゲインコントロー
ル)と呼ばれる手法が用いられている。これは、受信波
の強度が検波閾値に隠れないよう最初の閾値設定を高く
しておいて、検波の時に受信波が検波閾値に満たない場
合に、送信出力を一段階増大させる。そこでまた受信波
が検波閾値に満たなかったら、もう一段送信を増大する
という手順を、受信波が検波閾値を越えるまで繰り返
す。この手法では、ノイズが検波閾値を越えて検波され
ないよう最大レベルのノイズを想定した設定が必要で、
ノイズが小さい場合にも大きな送信出力が必要となると
共に、検知対象物がない場合には、送信出力をいくら増
大しても対象物による反射波を受信することはないた
め、不必要な最大出力での送信がなされる。といった、
消費電力の無駄と超音波発信素子寿命の短縮等の問題が
ある。また、高く設定した検波閾値を越えるノイズが生
じた場合には、はじめに述べたように、適切な受信波検
波(距離測定)ができない問題が生じる。
【0008】本発明は上記事実を考慮し、ノイズレベル
に応じた検波閾値の設定及び送信出力の適正化が可能と
なり、ある特定の周波数ノイズによる距離検出精度の低
下を防止できる問距離検出装置を得ることが目的であ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、超音波センサを用いて検知対象物との距離を検出す
る距離検出装置において、最大検知距離往復時間から次
の送信までの時間の間のノイズレベルを測定するノイズ
レベル測定手段と、該ノイズレベル測定手段で測定され
たノイズレベルと検波閾値とを比較し、検波閾値と送信
出力とのうちの少なくとも一方をノイズレベルに応じて
調整を行う調整手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
【0010】従って、ノイズレベル測定手段で最大検知
距離往復時間から次の送信までの時間の間のノイズレベ
ルを測定し、調整手段で測定されたノイズレベルと検波
閾値とを比較し、検波閾値と送信出力とのうちの少なく
とも一方をノイズレベルに応じて調整を行う。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の距離検出装置の一実施形
態を図1〜図4に従って説明する。
【0012】図3に示される如く、本実施形態の距離検
出装置10は、送信用の超音波センサ12と受信用の超
音波センサ14とを備えており、超音波センサ12、1
4を用いて、制御回路13により、自動車14の助手席
16上の状況(乗員18の有無、ダッシュボードに配設
されたエアバッグ装置20への乗員18の近接状況、図
示を省略したチャイルドシートの装着方向等)を検知し
て、エアバッグ装置20の作動を最適に制御するように
なっている。
【0013】図1に示される如く、制御回路13は超音
波センサ部22、乗員検出演算部24及びエアバッグ制
御演算部26を備えている。超音波センサ部22は、調
整手段としての基準パルス発振回路22Aと検波スレッ
ショルド演算部22Bを備えている。また、超音波セン
サ部22は、反射時間カウンター回路22C、距離演算
部22Dと、ノイズレベル測定手段としてのノイズレベ
ル検出・演算部22Eを備えており、最大検知距離往復
時間から次の送信までの時間の間のノイズレベルを測定
すると共に、測定されたノイズレベルと検波閾値とを比
較し、検波閾値と送信出力とをノイズレベルに応じて調
整を行うようになっている。
【0014】また、乗員検出演算部24は、乗員着座有
無演算部24Aと乗員位置姿勢演算部24Bを備えてい
る。送信用の超音波センサ12には、パルス送信回路2
8が接続されており、超音波センサ部22からの信号に
基づいて、超音波センサ12から超音波信号を乗員18
等の検知対象物に向けて照射するようになっている。一
方、受信用の超音波センサ14には、受信検波回路30
が接続されており、超音波センサ部14からの信号を超
音波センサ部22へ入力するようになっている。
【0015】なお、制御回路13には、乗員着座有無、
乗員位置姿勢等を演算するためのシートポジションセン
サ32及びシートベルトスイッチ34と、エアバッグ装
置20の作動を制御するためのエアバッグ制御回路36
と、シートベルトの装着状態を表示する表示部38がそ
れぞれ接続されている。
【0016】なお、図3に示される如く、超音波センサ
12、14はダッシュパネル26上に搭載されており、
超音波センサ12、14の検出面(信号放射面、信号受
信面)を乗員18の胸部18A方向へ向けている。
【0017】次に、本実施形態の作用を図2及び図4の
フローチャートに従って説明する。本実施形態の距離検
出装置10の様な装置では、送信パルスの最低周期は、
最大検知距離を超音波が往復する時間+距離演算時間か
ら求められ、1mまで測る場合には、往復時間5.9m
s+演算時間で7〜10ms程度に設定することが多
い。また1つの超音波パルスは約1msほどの長さを持
つ。つまり、受信用の超音波センサ14は、1計測周期
において、周期の約1割ほどの時間長の信号を受信する
だけであり、その他はノイズを受信しているのである。
【0018】そこで、本実施形態の距離検出装置10で
は、最大検知距離往復時間から次の送信までの時間の間
のノイズレベルを測定している。即ち、ステップ(以下
Sという)100において、超音波を送信すると共に、
タイマーTをリセットし(T=0)、S102におい
て、超音波送信後の時間Tが距離測定のための範囲(最
大検知距離往復時間)t1以下か否かの判定を行い、超
音波送信後の時間Tが最大検知距離往復時間t1以下と
判定した場合には、S104において、超音波の受信強
度が検波閾値Thより大きいか否かの判定を行う。S1
04において、超音波の受信強度が検波閾値Thより大
きくないと判定した場合には、S102に戻る。一方、
S104において、超音波の受信強度が検波閾値Thよ
り大きいと判定した場合には、S106において、タイ
マーTを超音波往復時間TLとする(TL=T)。
【0019】次に、S108において、検知対象物との
距離Lを算出する(L=C・TL/2)し、S110に
おいて、超音波送信後の時間Tが最大検知距離往復時間
t1以下か否かの判定を行い、超音波送信後の時間Tが
最大検知距離往復時間t1以下であると判定した場合に
は、S110の処理を繰り返す。一方、S110におい
て、超音波送信後の時間Tが最大検知距離往復時間t1
以下でないと判定した場合には、S112に移る。ま
た、S102において、超音波送信後の時間Tが最大検
知距離往復時間t1以下でないと判定した場合もS11
2に移る。
【0020】S112では、カウンタiをリセットし、
S114において、ノイズによる受信強度Piの測定を
行う。次にS116において、超音波送信後の時間T
が、最大検知距離往復時間t1とノイズレベル検出範囲
t2との和より小さいか否かの判定を行い、超音波送信
後の時間Tが、最大検知距離往復時間t1とノイズレベ
ル検出範囲t2との和より小さいと判定した場合には、
S118において、カウンタiをインクリメントし(i
=i+1)、S114に戻る。
【0021】S116において、超音波送信後の時間T
が、最大検知距離往復時間t1とノイズレベル検出範囲
t2との和より小さくないと判定した場合には、S11
8において、ノイズ受信強度Pをノイズ受信強度Piの
最大値とする(P=MAX(Pi))。
【0022】次に、S120において、ノイズ受信強度
Pに基づいて、新検波閾値Thをk1・Pに設定すると
共に、新送信出力POをk2・Pに設定する。即ち、図
2に示される如く、最大検知距離往復時間t1から次の
送信までの時間τの間t2のノイズレベルを測定し、測
定されたノイズレベルと検波閾値Thとを比較し、検波
閾値と送信出力をノイズレベルに応じて調整を行う。
【0023】次に、S122において、超音波送信後の
時間Tが、超音波の送信周期τより小さいか否かの判定
を行い、超音波送信後の時間Tが、超音波の送信周期τ
より小さいと判定した場合には、S122の処理を繰り
返し、超音波送信後の時間Tが、超音波の送信周期τよ
り小さくないと判定した場合には、S100に戻る。
【0024】従って、本実施形態の距離検出装置10で
は、もしノイズレベルが検波閾値を越えた場合には、検
波閾値を上げるとともに送信出力も上げるように制御を
行う。このことによって、その時その時のノイズレベル
に応じた対応(検波閾値の設定、送信出力の適正化)が
可能となり、ある特定の周波数ノイズによる距離検出精
度の低下を防止できる。
【0025】一方、ノイズの少ない走行条件では、検波
閾値を低くでき、それに見合った送信強度までしかAG
Cにより送信強度を必要以上に上げないようにすること
ができる。
【0026】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、本実施形態では、ノイズレベルが検波閾
値を越えた場合には、検波閾値を上げるとともに送信出
力も上げる制御にしたが、これに代えて、必要に応じて
検波閾値又は送信出力の一方のみを上げる制御にしても
良い。また、本発明の超音波センサを用いた検知装置
は、助手席の乗員検知装置以外に、後席の乗員検知装
置、コーナセンサ等にも適用可能である。
【0027】
【発明の効果】請求項1記載の本発明は、超音波センサ
を用いて検知対象物との距離を検出する距離検出装置に
おいて、最大検知距離往復時間から次の送信までの時間
の間のノイズレベルを測定するノイズレベル測定手段
と、ノイズレベル測定手段で測定されたノイズレベルと
検波閾値とを比較し、検波閾値と送信出力とのうちの少
なくとも一方をノイズレベルに応じて調整を行う調整手
段と、を備えた構成としたため、ノイズレベルに応じた
検波閾値の設定及び送信出力の適正化が可能となり、あ
る特定の周波数ノイズによる距離検出精度の低下を防止
できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る距離検出装置の主要
部材を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る距離検出装置の送信
信号と受信信号の関係を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る距離検出装置が適用
された乗員検知装置を示す概略側面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る距離検出装置の制御
を示すフローチャートである。
【図5】従来の実施形態に係る距離検出装置を示す斜視
図である。
【符号の説明】
10 距離検出装置 12 送信用の超音波センサ 13 制御回路 14 受信用の超音波センサ 16 助手席 18 乗員 20 エアバッグ装置 22 超音波センサ部 22A 基準パルス発振回路(調整手段) 22B 検波スレッショルド演算部(調整手段) 22E ノイズレベル検出・演算部(ノイズレベル測
定手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波センサを用いて検知対象物との距
    離を検出する距離検出装置において、 最大検知距離往復時間から次の送信までの時間の間のノ
    イズレベルを測定するノイズレベル測定手段と、 該ノイズレベル測定手段で測定されたノイズレベルと検
    波閾値とを比較し、検波閾値と送信出力とのうちの少な
    くとも一方をノイズレベルに応じて調整を行う調整手段
    と、 を備えたことを特徴とする距離検出装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100541164B1 (ko) * 2000-06-01 2006-01-10 현대중공업 주식회사 굴삭기의 장해물 감지방법 및 그 장치
JP2010066199A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Denso Corp 物体検知装置
US8136404B2 (en) 2008-09-19 2012-03-20 Denso Corporation Obstacle detection system

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US8136404B2 (en) 2008-09-19 2012-03-20 Denso Corporation Obstacle detection system

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