JPH0968569A - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
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- JPH0968569A JPH0968569A JP7223084A JP22308495A JPH0968569A JP H0968569 A JPH0968569 A JP H0968569A JP 7223084 A JP7223084 A JP 7223084A JP 22308495 A JP22308495 A JP 22308495A JP H0968569 A JPH0968569 A JP H0968569A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 近距離不感帯を広げることなく、物体までの
距離及び相対速度の両方を測定することができるように
する。 【解決手段】 超音波パルスを送受波部7 から送波とし
て送出してから物体からの反射波を受波として送受波部
7 で検知するまでの遅れ時間でもって物体までの距離を
測定し、送波と受波との周波数差でもって物体との相対
速度を測定する超音波センサにおいて、前記送波の送波
時間を所定時間に比べて長い第１の送波時間及び短い第
２の送波時間の２種類に交互に可変する送波時間設定部
3 と、第１の送波時間のときに相対速度を、第２の送波
時間のときに距離を切替測定するよう切り替える切替部
9 と、を設けた構成になっている。
距離及び相対速度の両方を測定することができるように
する。 【解決手段】 超音波パルスを送受波部7 から送波とし
て送出してから物体からの反射波を受波として送受波部
7 で検知するまでの遅れ時間でもって物体までの距離を
測定し、送波と受波との周波数差でもって物体との相対
速度を測定する超音波センサにおいて、前記送波の送波
時間を所定時間に比べて長い第１の送波時間及び短い第
２の送波時間の２種類に交互に可変する送波時間設定部
3 と、第１の送波時間のときに相対速度を、第２の送波
時間のときに距離を切替測定するよう切り替える切替部
9 と、を設けた構成になっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
物体までの距離及び物体との相対速度を測定する超音波
センサに関する。
物体までの距離及び物体との相対速度を測定する超音波
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超音波センサとして図５
乃至図７に示す構成のものが存在する。なお、図６及び
図７の(a) 乃至(d) に示す各波形の伝送位置が、符号
(a) 乃至(d) でもって図５の各対応位置に記してある。
乃至図７に示す構成のものが存在する。なお、図６及び
図７の(a) 乃至(d) に示す各波形の伝送位置が、符号
(a) 乃至(d) でもって図５の各対応位置に記してある。
【０００３】このものは、超音波パルスを送波W0として
送出してから物体からの反射波を受波W1,W2 として検知
するまでの遅れ時間Ｔ1,Ｔ2 でもって物体までの距離Ｌ
を測定し、送波W0と受波W1,W2 との周波数差Δf1, Δf2
でもって物体との相対速度Ｖを測定するようになってい
る。
送出してから物体からの反射波を受波W1,W2 として検知
するまでの遅れ時間Ｔ1,Ｔ2 でもって物体までの距離Ｌ
を測定し、送波W0と受波W1,W2 との周波数差Δf1, Δf2
でもって物体との相対速度Ｖを測定するようになってい
る。
【０００４】詳しくは、送波立上りパルス発生部A1が、
図６(b) に示すように、周期t0にて立上りパルスを出力
し、その出力に基づいて送波パルス生成部A2により発振
部A3の周波数f0で発振した送波パルスが、昇圧部A4及び
逆並列接続ダイオードA5を経て、同図(a) に示す送波W0
として送受波部A6を振動し、その振動によって超音波パ
ルスが送受波部A6から物体に向けて送出される。そし
て、物体に到達して反射して来た反射波により振動する
送受波部A6でその反射波を受け、それを増幅部A7で増幅
して、同図(a) に示すように、例えば受波W1が検知され
る。このとき、送波W0による送受波部A6の機械的振動が
残響として残り、その残響波が増幅部A7で増幅して同図
(a) に示す送波W0として検知される。
図６(b) に示すように、周期t0にて立上りパルスを出力
し、その出力に基づいて送波パルス生成部A2により発振
部A3の周波数f0で発振した送波パルスが、昇圧部A4及び
逆並列接続ダイオードA5を経て、同図(a) に示す送波W0
として送受波部A6を振動し、その振動によって超音波パ
ルスが送受波部A6から物体に向けて送出される。そし
て、物体に到達して反射して来た反射波により振動する
送受波部A6でその反射波を受け、それを増幅部A7で増幅
して、同図(a) に示すように、例えば受波W1が検知され
る。このとき、送波W0による送受波部A6の機械的振動が
残響として残り、その残響波が増幅部A7で増幅して同図
(a) に示す送波W0として検知される。
【０００５】次いで、送波 (残響波)W0 及び受波W1の各
信号は検波部A8により検波してデジタル信号に変換され
た後、残響波除去部A9を経て同図(c) に示すように受波
W1のみのデジタル信号が得られる。そこで、送波W0送出
時からの遅れ時間Ｔ1 が、遅れ時間検出部A10 で検出さ
れ、時間−電圧変換部A11 で電圧に変換して距離Ｌを電
圧出力する。ここで、距離Ｌは、音速をＣとしたとき、
Ｌ＝Ｃ・Ｔ1 ／２の関係式(A) により演算される。
信号は検波部A8により検波してデジタル信号に変換され
た後、残響波除去部A9を経て同図(c) に示すように受波
W1のみのデジタル信号が得られる。そこで、送波W0送出
時からの遅れ時間Ｔ1 が、遅れ時間検出部A10 で検出さ
れ、時間−電圧変換部A11 で電圧に変換して距離Ｌを電
圧出力する。ここで、距離Ｌは、音速をＣとしたとき、
Ｌ＝Ｃ・Ｔ1 ／２の関係式(A) により演算される。
【０００６】一方、物体が相対速度Ｖで動いていると
き、ドップラー効果により、受波W1の周波数f1は送波W0
の周波数f0とは異なり、物体が接近している時には、f1
＝f0・（Ｃ＋Ｖ）／（Ｃ−Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f1
−f0）／｛２f0＋（f1−f0）｝の関係式(B) により演算
され、また物体が離反している時には、f1＝f0・（Ｃ−
Ｖ）／（Ｃ＋Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f0−f1）／｛２
f1＋（f0−f1）｝の関係式(C) により演算される。
き、ドップラー効果により、受波W1の周波数f1は送波W0
の周波数f0とは異なり、物体が接近している時には、f1
＝f0・（Ｃ＋Ｖ）／（Ｃ−Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f1
−f0）／｛２f0＋（f1−f0）｝の関係式(B) により演算
され、また物体が離反している時には、f1＝f0・（Ｃ−
Ｖ）／（Ｃ＋Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f0−f1）／｛２
f1＋（f0−f1）｝の関係式(C) により演算される。
【０００７】そこで、例えば物体が接近している時、図
６(a) に示す増幅部A7の出力と発振部A3の出力とが周波
数差検出部A12 に送られると、周波数差検出部A12 から
両出力の周波数差を持つ同図(d) に示す波形を出力し、
受波W1の継続時間において周波数差Δf1＝f1−f0を検出
し、周波数−電圧変換部A13 で電圧に変換して上記関係
式(B) により相対速度Ｖを電圧出力する。ただし、物体
が接近又は離反している時のいずれかによっては、関係
式(B) における周波数差Δf1＝f1−f0又は関係式(C) に
おける周波数差Δf1＝f0−f1を使い分けする必要がある
ため、接近/ 離反判別部A14 で判別される。
６(a) に示す増幅部A7の出力と発振部A3の出力とが周波
数差検出部A12 に送られると、周波数差検出部A12 から
両出力の周波数差を持つ同図(d) に示す波形を出力し、
受波W1の継続時間において周波数差Δf1＝f1−f0を検出
し、周波数−電圧変換部A13 で電圧に変換して上記関係
式(B) により相対速度Ｖを電圧出力する。ただし、物体
が接近又は離反している時のいずれかによっては、関係
式(B) における周波数差Δf1＝f1−f0又は関係式(C) に
おける周波数差Δf1＝f0−f1を使い分けする必要がある
ため、接近/ 離反判別部A14 で判別される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来例にあっ
ては、超音波パルスを送波W0として送出してから物体か
らの反射波を例えば受波W1として検知し、その遅れ時間
Ｔ1 及び周波数差Δf1でもって、物体までの距離Ｌ及び
相対速度Ｖの両方を測定することができる。
ては、超音波パルスを送波W0として送出してから物体か
らの反射波を例えば受波W1として検知し、その遅れ時間
Ｔ1 及び周波数差Δf1でもって、物体までの距離Ｌ及び
相対速度Ｖの両方を測定することができる。
【０００９】しかしながら、相対速度Ｖの測定に際して
は、相対速度Ｖが小さいつまり送波W0と例えば受波W1と
の周波数差Δf1が小さいものまで測定しようとすると
き、その周波数差Δf1を持つ波形の波長は長くなる。そ
うすると、図７に示すように、送波W0が短い送波時間Ｔ
s の場合は、受波W1の継続時間も短くなり、その１波長
分も検出できないことになってΔf1＝f1−f0つまり相対
速度Ｖを演算できない。従って、少なくとも１波長分を
検出するために受波W1の継続時間が長くなるよう、図６
に示すように、送波W0を長い送波時間ＴL にする必要が
ある。この送波W0が長い程、物体までの距離Ｌが近距離
の場合、送波W0と受波W1とが一部重なって連続して区別
し難くなり、つまり送波W0送出時からの受波W1の遅れ時
間Ｔ1 が検出し難くなり、それだけ近距離不感帯を広げ
ることになる。
は、相対速度Ｖが小さいつまり送波W0と例えば受波W1と
の周波数差Δf1が小さいものまで測定しようとすると
き、その周波数差Δf1を持つ波形の波長は長くなる。そ
うすると、図７に示すように、送波W0が短い送波時間Ｔ
s の場合は、受波W1の継続時間も短くなり、その１波長
分も検出できないことになってΔf1＝f1−f0つまり相対
速度Ｖを演算できない。従って、少なくとも１波長分を
検出するために受波W1の継続時間が長くなるよう、図６
に示すように、送波W0を長い送波時間ＴL にする必要が
ある。この送波W0が長い程、物体までの距離Ｌが近距離
の場合、送波W0と受波W1とが一部重なって連続して区別
し難くなり、つまり送波W0送出時からの受波W1の遅れ時
間Ｔ1 が検出し難くなり、それだけ近距離不感帯を広げ
ることになる。
【００１０】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、近距離不感帯を広げるこ
となく、物体までの距離及び相対速度の両方を測定する
ことができる超音波センサを提供することにある。
で、その目的とするところは、近距離不感帯を広げるこ
となく、物体までの距離及び相対速度の両方を測定する
ことができる超音波センサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載のものは、超音波パルスを送波と
して送出してから物体からの反射波を受波として検知す
るまでの遅れ時間でもって物体までの距離を測定し、送
波と受波との周波数差でもって物体との相対速度を測定
する超音波センサにおいて、前記送波の送波時間を所定
時間に比べて長い第１の送波時間及び短い第２の送波時
間の２種類に交互に可変するとともに、第１の送波時間
のときに相対速度を、第２の送波時間のときに距離を切
替測定するようになっている。
ために、請求項１記載のものは、超音波パルスを送波と
して送出してから物体からの反射波を受波として検知す
るまでの遅れ時間でもって物体までの距離を測定し、送
波と受波との周波数差でもって物体との相対速度を測定
する超音波センサにおいて、前記送波の送波時間を所定
時間に比べて長い第１の送波時間及び短い第２の送波時
間の２種類に交互に可変するとともに、第１の送波時間
のときに相対速度を、第２の送波時間のときに距離を切
替測定するようになっている。
【００１２】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のにおいて、距離が所定距離以下になったときに、前記
送波時間を交互に可変するとともに、相対速度及び距離
を切替測定するようになっている。
のにおいて、距離が所定距離以下になったときに、前記
送波時間を交互に可変するとともに、相対速度及び距離
を切替測定するようになっている。
【００１３】請求項３記載のものは、請求項１又は２記
載のものにおいて、前記受波を検知して相対速度及び／
又は距離を測定処理した後、直ちに、その次の測定を行
うための前記送波を送出するようになっている。
載のものにおいて、前記受波を検知して相対速度及び／
又は距離を測定処理した後、直ちに、その次の測定を行
うための前記送波を送出するようになっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１及び
図２に基づいて以下に説明する。なお、図２(a) 乃至
(d) に示す各波形の伝送位置が、符号(a) 乃至(d) でも
って図１の各対応位置に記してある。
図２に基づいて以下に説明する。なお、図２(a) 乃至
(d) に示す各波形の伝送位置が、符号(a) 乃至(d) でも
って図１の各対応位置に記してある。
【００１５】送波立上りパルス発生部1 が、図２(b) に
示すように、ｔr ／２の周期にて立上りパルスを出力
し、その第１番目の立上りパルスに基づいて送波パルス
生成部2 では、送波時間設定部3 で設定される後述の第
２の送波時間Ｔs だけ発振部4の周波数f0で発振した送
波パルスが、昇圧部5 及び逆並列接続ダイオード6 を経
て、同図(a) に示す送波W0S として送受波部（詳しくは
超音波振動子）7 を振動し、その振動によって超音波パ
ルスが送受波部7 から物体に向けて送出される。そして
物体に到達して反射して来た反射波により振動する送受
波部7 でその反射波を受け、それを増幅部8 で増幅し
て、同図(a) に示すように、受波W1S が検知される。こ
のとき、送波W0S による送受波部7 の機械的振動が残響
として残り、その残響波が増幅部8 で増幅して同図(a)
に示す送波W0S として検知される。
示すように、ｔr ／２の周期にて立上りパルスを出力
し、その第１番目の立上りパルスに基づいて送波パルス
生成部2 では、送波時間設定部3 で設定される後述の第
２の送波時間Ｔs だけ発振部4の周波数f0で発振した送
波パルスが、昇圧部5 及び逆並列接続ダイオード6 を経
て、同図(a) に示す送波W0S として送受波部（詳しくは
超音波振動子）7 を振動し、その振動によって超音波パ
ルスが送受波部7 から物体に向けて送出される。そして
物体に到達して反射して来た反射波により振動する送受
波部7 でその反射波を受け、それを増幅部8 で増幅し
て、同図(a) に示すように、受波W1S が検知される。こ
のとき、送波W0S による送受波部7 の機械的振動が残響
として残り、その残響波が増幅部8 で増幅して同図(a)
に示す送波W0S として検知される。
【００１６】そして、後述する切替部9 をそのまま通過
した送波 (残響波)W0S及び受波W1Sの各信号は検波部10
でしきい値によりカットしてデジタル信号に変換された
後、残響波除去部11を経て同図(c) に示すように受波W
1S のみのデジタル信号が得られる。そして、このデジ
タル信号を受けた遅れ時間検出部12では、送波立上りパ
ルス発生部1 からの立上りパルス信号により、送波W0S
送出時からの受波W1S の遅れ時間Ｔ1 が検出され、時間
−電圧変換部13で電圧に変換して距離Ｌを電圧出力す
る。ここで、距離Ｌは、音速をＣとしたとき、Ｌ＝Ｃ・
Ｔ1 ／２の関係式(A) により演算される。
した送波 (残響波)W0S及び受波W1Sの各信号は検波部10
でしきい値によりカットしてデジタル信号に変換された
後、残響波除去部11を経て同図(c) に示すように受波W
1S のみのデジタル信号が得られる。そして、このデジ
タル信号を受けた遅れ時間検出部12では、送波立上りパ
ルス発生部1 からの立上りパルス信号により、送波W0S
送出時からの受波W1S の遅れ時間Ｔ1 が検出され、時間
−電圧変換部13で電圧に変換して距離Ｌを電圧出力す
る。ここで、距離Ｌは、音速をＣとしたとき、Ｌ＝Ｃ・
Ｔ1 ／２の関係式(A) により演算される。
【００１７】次いで、送波立上りパルス発生部1 が第２
番目の立上りパルスを出力すると、送波時間設定部3 で
は第２の送波時間Ｔs よりも長い後述の第１の送波時間
ＴLが設定される。それに伴って、増幅部8 からは同図
(a) に示す送波 (残響波)W0L及び受波W1L が出力され
る。そして切替部9 は、送波立上りパルス発生部1 から
第２番目の立上りパルス信号を受けて、同図(a) に示す
増幅部8 の出力を周波数差検出部14へ出力するよう切り
替える。
番目の立上りパルスを出力すると、送波時間設定部3 で
は第２の送波時間Ｔs よりも長い後述の第１の送波時間
ＴLが設定される。それに伴って、増幅部8 からは同図
(a) に示す送波 (残響波)W0L及び受波W1L が出力され
る。そして切替部9 は、送波立上りパルス発生部1 から
第２番目の立上りパルス信号を受けて、同図(a) に示す
増幅部8 の出力を周波数差検出部14へ出力するよう切り
替える。
【００１８】周波数差検出部14では、増幅部8 の出力と
発振部4 の出力との周波数差を持つ同図(d) に示す波形
を出力し、受波W1L の継続時間において周波数差Δf1＝
f1−f0を検出する。ここで、物体が相対速度Ｖで動いて
いるとき、ドップラー効果により、受波W1L の周波数f1
は送波W0L の周波数f0とは異なるために上記周波数差Δ
f1が存在する。そして物体が接近している時には、f1＝
f0・（Ｃ＋Ｖ）／（Ｃ−Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f1−
f0）／｛２f0＋（f1−f0）｝の関係式(B) により演算さ
れ、また物体が離反している時には、f1＝f0・（Ｃ−
Ｖ）／（Ｃ＋Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f0−f1）／｛２
f1＋（f0−f1）｝の関係式(C) により演算される。
発振部4 の出力との周波数差を持つ同図(d) に示す波形
を出力し、受波W1L の継続時間において周波数差Δf1＝
f1−f0を検出する。ここで、物体が相対速度Ｖで動いて
いるとき、ドップラー効果により、受波W1L の周波数f1
は送波W0L の周波数f0とは異なるために上記周波数差Δ
f1が存在する。そして物体が接近している時には、f1＝
f0・（Ｃ＋Ｖ）／（Ｃ−Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f1−
f0）／｛２f0＋（f1−f0）｝の関係式(B) により演算さ
れ、また物体が離反している時には、f1＝f0・（Ｃ−
Ｖ）／（Ｃ＋Ｖ）を変形してＶ＝Ｃ・（f0−f1）／｛２
f1＋（f0−f1）｝の関係式(C) により演算される。
【００１９】周波数差検出部14の出力を受けた周波数−
電圧変換部15では、電圧に変換して上記関係式(B) 又は
関係式(C) により相対速度Ｖを電圧出力する。ただし、
物体が接近又は離反している時のいずれかによっては、
関係式(B) における周波数差Δf1＝f1−f0又は関係式
(C) における周波数差Δf1＝f0−f1を使い分けする必要
があるため、接近/ 離反判別部16で判別される。
電圧変換部15では、電圧に変換して上記関係式(B) 又は
関係式(C) により相対速度Ｖを電圧出力する。ただし、
物体が接近又は離反している時のいずれかによっては、
関係式(B) における周波数差Δf1＝f1−f0又は関係式
(C) における周波数差Δf1＝f0−f1を使い分けする必要
があるため、接近/ 離反判別部16で判別される。
【００２０】ところで、物体まで近距離の場合、相対速
度Ｖの測定に際して、相対速度Ｖが小さいつまり送波W
0L と受波W1L との周波数差Δf1が小さいものまで測定
しようとするとき、その周波数差Δf1を持つ波形の波長
は長くなるが、周波数差を検出するためには少なくとも
１波長分の継続可能な受波W1L の時間が必要であり、そ
れに相当する送波の所定時間Ｔf(図示せず) に比べて、
送波W0L の第１の送波時間ＴL は長く設定され、周波数
差でなく距離Ｌを測定するための送波W0S の第２の送波
時間Ｔs は短く設定されている。
度Ｖの測定に際して、相対速度Ｖが小さいつまり送波W
0L と受波W1L との周波数差Δf1が小さいものまで測定
しようとするとき、その周波数差Δf1を持つ波形の波長
は長くなるが、周波数差を検出するためには少なくとも
１波長分の継続可能な受波W1L の時間が必要であり、そ
れに相当する送波の所定時間Ｔf(図示せず) に比べて、
送波W0L の第１の送波時間ＴL は長く設定され、周波数
差でなく距離Ｌを測定するための送波W0S の第２の送波
時間Ｔs は短く設定されている。
【００２１】以上までが周期ｔr の間にて行われる第１
検知動作であって、次に送波立上りパルス発生部1 が第
３番目の立上りパルスを出力すると、第２検知動作に移
行し、前述した第１番目の立上りパルスの場合と同様に
して、送波W0S 送出時からの受波W2S の遅れ時間Ｔ2 を
検出して距離Ｌが測定され、送波W0L と受波W2L との周
波数差Δf2を検出して相対速度Ｖが測定される。
検知動作であって、次に送波立上りパルス発生部1 が第
３番目の立上りパルスを出力すると、第２検知動作に移
行し、前述した第１番目の立上りパルスの場合と同様に
して、送波W0S 送出時からの受波W2S の遅れ時間Ｔ2 を
検出して距離Ｌが測定され、送波W0L と受波W2L との周
波数差Δf2を検出して相対速度Ｖが測定される。
【００２２】かかる第１実施形態の超音波センサにあっ
ては、上述したように、物体まで近距離の場合でも、相
対速度Ｖが小さいつまり送波と受波との周波数差が小さ
いものまで測定しようとするとき、その周波数差を持つ
波形の波長は長くなるが、少なくとも１波長分の継続可
能な所定時間Ｔf よりも長い第１の送波時間ＴL の送波
W0L 及び短い第２の送波時間Ｔs の送波W0S の２種類が
ｔr ／２の周期ごとに交互に可変されるから、第１検知
動作の周期ｔr の間において、相対速度Ｖの測定に際し
ては、送波W0L の第１の送波時間ＴL により周波数差Δ
f1が検出でき、距離Ｌの測定に際しては、送波W0S と受
波W1S とが連続せずに区別されるようにすることによっ
て、送波W0S を送出してから受波W1S を検知するまでの
遅れ時間Ｔ1 が確実に検出できるとともに、このとき第
２の送波時間Ｔs を可能な限り小さくすることによって
近距離不感帯を広げることなく相対速度Ｖ及び距離Ｌの
両方を測定できるようになる。
ては、上述したように、物体まで近距離の場合でも、相
対速度Ｖが小さいつまり送波と受波との周波数差が小さ
いものまで測定しようとするとき、その周波数差を持つ
波形の波長は長くなるが、少なくとも１波長分の継続可
能な所定時間Ｔf よりも長い第１の送波時間ＴL の送波
W0L 及び短い第２の送波時間Ｔs の送波W0S の２種類が
ｔr ／２の周期ごとに交互に可変されるから、第１検知
動作の周期ｔr の間において、相対速度Ｖの測定に際し
ては、送波W0L の第１の送波時間ＴL により周波数差Δ
f1が検出でき、距離Ｌの測定に際しては、送波W0S と受
波W1S とが連続せずに区別されるようにすることによっ
て、送波W0S を送出してから受波W1S を検知するまでの
遅れ時間Ｔ1 が確実に検出できるとともに、このとき第
２の送波時間Ｔs を可能な限り小さくすることによって
近距離不感帯を広げることなく相対速度Ｖ及び距離Ｌの
両方を測定できるようになる。
【００２３】なお、本第１実施形態では、相対速度Ｖ及
び距離Ｌを切替測定するために第１の送波時間ＴL 及び
第２の送波時間ＴS の２種類にｔr ／２の周期にて交互
に可変しているが、後述する第２実施形態と同様に、周
期的でなく受波を検知して相対速度Ｖ又は距離Ｌを測定
処理した後、直ちに、その次の測定を行うための送波を
送出するようにしてもよく、その場合は、相対速度Ｖ及
び距離Ｌの測定和完了する各検知動作の応答時間は周期
ｔr よりも速くなる。
び距離Ｌを切替測定するために第１の送波時間ＴL 及び
第２の送波時間ＴS の２種類にｔr ／２の周期にて交互
に可変しているが、後述する第２実施形態と同様に、周
期的でなく受波を検知して相対速度Ｖ又は距離Ｌを測定
処理した後、直ちに、その次の測定を行うための送波を
送出するようにしてもよく、その場合は、相対速度Ｖ及
び距離Ｌの測定和完了する各検知動作の応答時間は周期
ｔr よりも速くなる。
【００２４】次に、本発明の第２実施形態を図３及び図
４に基づいて以下に説明する。なお、第１実施形態と実
質的に同じ機能を有するものには同じ符号を付すととも
に、図４(a) 乃至(d) に示す各波形の伝送位置が、符号
(a) 乃至(d) でもって図３の各対応位置に記してある。
４に基づいて以下に説明する。なお、第１実施形態と実
質的に同じ機能を有するものには同じ符号を付すととも
に、図４(a) 乃至(d) に示す各波形の伝送位置が、符号
(a) 乃至(d) でもって図３の各対応位置に記してある。
【００２５】このものは、第１実施形態と同様に第１の
送波時間ＴL の送波W0L 及び第２の送波時間Ｔs の送波
W0S の２種類が交互に可変されるのが、距離判別部17に
より所定距離Ｌ0(図示せず) 以下に判別されたときであ
って、しかも、受波を検知して相対速度Ｖや距離Ｌを測
定処理した後、直ちに、その次の測定を行うための送波
を送出するようになっている。
送波時間ＴL の送波W0L 及び第２の送波時間Ｔs の送波
W0S の２種類が交互に可変されるのが、距離判別部17に
より所定距離Ｌ0(図示せず) 以下に判別されたときであ
って、しかも、受波を検知して相対速度Ｖや距離Ｌを測
定処理した後、直ちに、その次の測定を行うための送波
を送出するようになっている。
【００２６】詳しくは、所定時間Ｔf よりも長い第１の
送波時間ＴL の送波W0L とその受波W1L とが連続せずに
区別可能となる所定距離Ｌ0 に相当する判別時間Ｔ0 を
設定し、図４(b) に示す第１番目の立上りパルスから始
まる第１検知動作において、同図(a) に示すように、遅
れ時間Ｔ1 が判別時間Ｔ0 よりも大きい場合には、同図
(a) に示す増幅部8 の出力が、切替部9 をそのまま通過
して検波部10及び周波数差検出部14の両方に送られて、
遅れ時間Ｔ1 及び周波数差Δf1を検知して、距離Ｌ及び
相対速度Ｖの両方が測定される。
送波時間ＴL の送波W0L とその受波W1L とが連続せずに
区別可能となる所定距離Ｌ0 に相当する判別時間Ｔ0 を
設定し、図４(b) に示す第１番目の立上りパルスから始
まる第１検知動作において、同図(a) に示すように、遅
れ時間Ｔ1 が判別時間Ｔ0 よりも大きい場合には、同図
(a) に示す増幅部8 の出力が、切替部9 をそのまま通過
して検波部10及び周波数差検出部14の両方に送られて、
遅れ時間Ｔ1 及び周波数差Δf1を検知して、距離Ｌ及び
相対速度Ｖの両方が測定される。
【００２７】次いで、その距離Ｌ及び相対速度Ｖの測定
処理時間つまり演算や電圧への変換等に必要な処理時間
Ｔa が経過した後、直ちに、その次の測定を行うため
に、図４(b) に示すように、第２番目の立上りパルスを
出力して送波W0L が第１番目の立上りパルスから応答時
間t1後に送出され、受波W2L のデジタル時間ＴPLの間に
て周波数差Δf2＝f2−f0を検出して相対速度Ｖが測定さ
れるが、そのときの距離Ｌが上記所定距離Ｌ0 よりも近
い場合つまり受波W2L が判別時間Ｔ0 よりも速い時点で
発生する場合であって、しかも受波W2L が送波W0L と連
続して区別不可能なために遅れ時間が検出できないこと
が距離判別部17により判別されると、その判別信号を受
けた送波時間設定部3 では、上記周波数差Δf2を検知し
て処理時間Ｔa 後に第３番目の立上りパルスが出力され
ると同時に、所定時間Ｔf よりも短い第２の送波時間Ｔ
S の送波W0S を出力して、区別可能な受波W2S により遅
れ時間Ｔ2 を検知して距離Ｌが測定される。
処理時間つまり演算や電圧への変換等に必要な処理時間
Ｔa が経過した後、直ちに、その次の測定を行うため
に、図４(b) に示すように、第２番目の立上りパルスを
出力して送波W0L が第１番目の立上りパルスから応答時
間t1後に送出され、受波W2L のデジタル時間ＴPLの間に
て周波数差Δf2＝f2−f0を検出して相対速度Ｖが測定さ
れるが、そのときの距離Ｌが上記所定距離Ｌ0 よりも近
い場合つまり受波W2L が判別時間Ｔ0 よりも速い時点で
発生する場合であって、しかも受波W2L が送波W0L と連
続して区別不可能なために遅れ時間が検出できないこと
が距離判別部17により判別されると、その判別信号を受
けた送波時間設定部3 では、上記周波数差Δf2を検知し
て処理時間Ｔa 後に第３番目の立上りパルスが出力され
ると同時に、所定時間Ｔf よりも短い第２の送波時間Ｔ
S の送波W0S を出力して、区別可能な受波W2S により遅
れ時間Ｔ2 を検知して距離Ｌが測定される。
【００２８】そして上記判別信号を受けた切替部9 で
は、立上りパルスごとに送波W0L 及び送波W0S の２種類
が交互に可変するよう切り替えられており、上記遅れ時
間Ｔ2を検知し、受波W2S のデジタル時間ＴPSから処理
時間Ｔa 後に第４番目の立上りパルスが第２番目の立上
りパルスから応答時間t2後に出力されて、相対速度Ｖ及
び距離Ｌを立上りパルスごとに交互に測定した第２検知
動作が完了する当時に、送波W0S に代わって送波W0L が
送出される。
は、立上りパルスごとに送波W0L 及び送波W0S の２種類
が交互に可変するよう切り替えられており、上記遅れ時
間Ｔ2を検知し、受波W2S のデジタル時間ＴPSから処理
時間Ｔa 後に第４番目の立上りパルスが第２番目の立上
りパルスから応答時間t2後に出力されて、相対速度Ｖ及
び距離Ｌを立上りパルスごとに交互に測定した第２検知
動作が完了する当時に、送波W0S に代わって送波W0L が
送出される。
【００２９】もし、このときの距離Ｌが依然として上記
所定距離Ｌ0 よりも近い場合には、上記第２検知動作と
同様の動作が繰り返されるが、図４(a) に示すように、
上記所定距離Ｌ0 よりも遠くなっている場合には、上記
第１検知動作と同様の動作に戻って第３検知動作が行わ
れる。
所定距離Ｌ0 よりも近い場合には、上記第２検知動作と
同様の動作が繰り返されるが、図４(a) に示すように、
上記所定距離Ｌ0 よりも遠くなっている場合には、上記
第１検知動作と同様の動作に戻って第３検知動作が行わ
れる。
【００３０】かかる第２実施形態の超音波センサにあっ
ては、第１実施形態と同様に、近距離不感帯を広げるこ
となく相対速度Ｖ及び距離Ｌの両方を測定できるように
なるとともに、立上りパルスごとに行われる図４の第１
及び第３検知動作においては、距離Ｌ及び相対速度Ｖの
両方が測定され、しかも、受波を検知して相対速度Ｖ及
び距離Ｌを測定処理した後、直ちに、その次の測定を行
うための送波を送出するから、周期的な立上りパルスご
と相対速度Ｖ又は距離Ｌが交互に測定されて周期ｔr に
て各検知動作の完了する第１実施形態の図２に示す場合
に比べて、その測定が完了するまでの応答時間t1及びt2
がｔr の１／２以下となって速いものとなる。
ては、第１実施形態と同様に、近距離不感帯を広げるこ
となく相対速度Ｖ及び距離Ｌの両方を測定できるように
なるとともに、立上りパルスごとに行われる図４の第１
及び第３検知動作においては、距離Ｌ及び相対速度Ｖの
両方が測定され、しかも、受波を検知して相対速度Ｖ及
び距離Ｌを測定処理した後、直ちに、その次の測定を行
うための送波を送出するから、周期的な立上りパルスご
と相対速度Ｖ又は距離Ｌが交互に測定されて周期ｔr に
て各検知動作の完了する第１実施形態の図２に示す場合
に比べて、その測定が完了するまでの応答時間t1及びt2
がｔr の１／２以下となって速いものとなる。
【００３１】また、立上りパルスごと相対速度Ｖ又は距
離Ｌが交互に測定される図４の第２検知動作において
は、例えば、判別時間Ｔ0 を第１実施形態の周期ｔr の
２／５の時間に設定した場合、応答時間t2は、少なくと
も判別時間Ｔ0 の２倍と、受波W2L のデジタル時間ＴPL
と、受波W2S のデジタル時間ＴPSと、処理時間Ｔa の２
倍との和となるが、通常、デジタル時間ＴPL，ＴPS及び
処理時間Ｔa は、判別時間Ｔ0 に比べて十分小さな値で
あるので、応答時間t2は、判別時間Ｔ0 の２倍つまり周
期ｔr の４／５の以下となり、第１実施形態の応答時間
ｔr よりも速くなる。
離Ｌが交互に測定される図４の第２検知動作において
は、例えば、判別時間Ｔ0 を第１実施形態の周期ｔr の
２／５の時間に設定した場合、応答時間t2は、少なくと
も判別時間Ｔ0 の２倍と、受波W2L のデジタル時間ＴPL
と、受波W2S のデジタル時間ＴPSと、処理時間Ｔa の２
倍との和となるが、通常、デジタル時間ＴPL，ＴPS及び
処理時間Ｔa は、判別時間Ｔ0 に比べて十分小さな値で
あるので、応答時間t2は、判別時間Ｔ0 の２倍つまり周
期ｔr の４／５の以下となり、第１実施形態の応答時間
ｔr よりも速くなる。
【００３２】なお、本第２実施形態では、受波を検知し
て相対速度Ｖ及び／又は距離Ｌを測定処理した後、直ち
に、その次の測定を行うための送波を送出しているが、
立上りパルスごとに周期的に測定を行うようにしてもよ
く、その場合は、距離Ｌが所定距離Ｌ0 よりも大きいと
きは、１つの送波つまり所定時間Ｔf よりも長い第１の
送波時間ＴL の送波W0L だけを送出するだけで、相対速
度Ｖ及び距離Ｌの両方を測定できるので、相対速度Ｖ及
び距離Ｌを切替測定するために第１の送波時間ＴL 及び
第２の送波時間ＴS の２種類に周期的に交互に可変する
のは、距離Ｌが所定距離Ｌ0 よりも小さい場合にのみ行
えばよく、距離Ｌに関係なく常時交互に周期的に可変す
る第１実施形態の場合に比べて、応答時間は依然として
速いことになる。
て相対速度Ｖ及び／又は距離Ｌを測定処理した後、直ち
に、その次の測定を行うための送波を送出しているが、
立上りパルスごとに周期的に測定を行うようにしてもよ
く、その場合は、距離Ｌが所定距離Ｌ0 よりも大きいと
きは、１つの送波つまり所定時間Ｔf よりも長い第１の
送波時間ＴL の送波W0L だけを送出するだけで、相対速
度Ｖ及び距離Ｌの両方を測定できるので、相対速度Ｖ及
び距離Ｌを切替測定するために第１の送波時間ＴL 及び
第２の送波時間ＴS の２種類に周期的に交互に可変する
のは、距離Ｌが所定距離Ｌ0 よりも小さい場合にのみ行
えばよく、距離Ｌに関係なく常時交互に周期的に可変す
る第１実施形態の場合に比べて、応答時間は依然として
速いことになる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載のものは、物体まで近距離
の場合でも、相対速度の測定に際しては、相対速度が小
さいつまり送波と受波との周波数差が小さいものまで測
定しようとするとき、その周波数差を持つ波形の波長は
長くなるが、少なくとも１波長分の継続可能な所定時間
よりも長い第１の送波時間となる送波を送出すれば、そ
の第１の送波時間により周波数差が検出でき、また、距
離の測定に際しては、前記所定時間よりも短い第２の送
波時間となる送波を送出して送波と受波とが連続せずに
区別されるようにすることによって、送波を送出してか
ら受波を検知するまでの遅れ時間が確実に検出できると
ともに、このとき第２の送波時間を可能な限り小さくす
ることによって近距離不感帯を広げることなく相対速度
及び距離の両方を測定できるようになる。
の場合でも、相対速度の測定に際しては、相対速度が小
さいつまり送波と受波との周波数差が小さいものまで測
定しようとするとき、その周波数差を持つ波形の波長は
長くなるが、少なくとも１波長分の継続可能な所定時間
よりも長い第１の送波時間となる送波を送出すれば、そ
の第１の送波時間により周波数差が検出でき、また、距
離の測定に際しては、前記所定時間よりも短い第２の送
波時間となる送波を送出して送波と受波とが連続せずに
区別されるようにすることによって、送波を送出してか
ら受波を検知するまでの遅れ時間が確実に検出できると
ともに、このとき第２の送波時間を可能な限り小さくす
ることによって近距離不感帯を広げることなく相対速度
及び距離の両方を測定できるようになる。
【００３４】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のの効果に加えて、前記所定時間よりも長い第１の送波
時間の送波と受波とが連続せずに区別可能となる所定距
離よりも距離が大きい場合には、その１つの送波を送出
するだけで、相対速度及び距離の両方を測定できるの
で、相対速度及び距離を切替測定するために第１の送波
時間及び第２の送波時間の２種類に交互に可変するの
は、前記所定距離よりも距離が小さい場合にのみ行えば
よく、距離に関係なく常時交互に可変する場合に比べ
て、測定が完了するまでの応答時間が速くなる。
のの効果に加えて、前記所定時間よりも長い第１の送波
時間の送波と受波とが連続せずに区別可能となる所定距
離よりも距離が大きい場合には、その１つの送波を送出
するだけで、相対速度及び距離の両方を測定できるの
で、相対速度及び距離を切替測定するために第１の送波
時間及び第２の送波時間の２種類に交互に可変するの
は、前記所定距離よりも距離が小さい場合にのみ行えば
よく、距離に関係なく常時交互に可変する場合に比べ
て、測定が完了するまでの応答時間が速くなる。
【００３５】請求項３記載のものは、請求項１又は２記
載のものの効果に加えて、送波を送出すのが周期的であ
る場合は、測定値によっては測定処理に不必要な余分な
時間を使ってしまうことになるのに対して、受波を検知
して相対速度及び／又は距離を測定処理した後、直ち
に、その次の測定を行うための送波を送出すから、必要
最小限の時間だけを使うことになり、それだけさらに測
定が完了するまでの応答時間が速くなる。
載のものの効果に加えて、送波を送出すのが周期的であ
る場合は、測定値によっては測定処理に不必要な余分な
時間を使ってしまうことになるのに対して、受波を検知
して相対速度及び／又は距離を測定処理した後、直ち
に、その次の測定を行うための送波を送出すから、必要
最小限の時間だけを使うことになり、それだけさらに測
定が完了するまでの応答時間が速くなる。
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック回路構成
図である。
図である。
【図２】同上の信号波形を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示すブロック回路構成
図である。
図である。
【図４】同上の信号波形を示す図である。
【図５】従来例を示すブロック回路構成図である。
【図６】同上の送波時間が長い場合の信号波形を示す図
である。
である。
【図７】同上の送波時間が短い場合の信号波形を示す図
である。
である。
W0L ,W0S 送波 W1L ,W1S 受波 Ｔ1,Ｔ2 遅れ時間 Δf1, Δf2 周波数差 Ｌ 距離（図示せず） Ｖ 相対速度（図示せず） ＴL 第１の送波時間 Ｔs 第２の送波時間 Ｌ0 所定距離 Ｔf 所定時間
Claims (3)
- 【請求項１】 超音波パルスを送波として送出してから
物体からの反射波を受波として検知するまでの遅れ時間
でもって物体までの距離を測定し、送波と受波との周波
数差でもって物体との相対速度を測定する超音波センサ
において、 前記送波の送波時間を所定時間に比べて長い第１の送波
時間及び短い第２の送波時間の２種類に交互に可変する
とともに、第１の送波時間のときに相対速度を、第２の
送波時間のときに距離を切替測定することを特徴とする
超音波センサ。 - 【請求項２】 距離が所定距離以下になったときに、前
記送波時間を交互に可変するとともに、相対速度及び距
離を切替測定することを特徴とする請求項１記載の超音
波センサ。 - 【請求項３】 前記受波を検知して相対速度及び／又は
距離を測定処理した後、直ちに、その次の測定を行うた
めの前記送波を送出することを特徴とする請求項１又は
２記載の超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223084A JPH0968569A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223084A JPH0968569A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 超音波センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968569A true JPH0968569A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16792596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7223084A Withdrawn JPH0968569A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0968569A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104442554A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-25 | 中国人民解放军理工大学 | 一种汽车盲区检测及安全行驶方法与系统 |
| JP2017166880A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | フュージョン有限会社 | 音響測定装置、音響測定方法、マルチビーム音響測定装置及び開口合成ソナー |
| JP2018010006A (ja) * | 2017-09-11 | 2018-01-18 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置、音響測深方法及びマルチビーム音響測深装置 |
| JP2018009853A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置、音響測深方法及びマルチビーム音響測深装置 |
| WO2018173148A1 (ja) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置及び音響測深方法 |
| JP2019124703A (ja) * | 2019-04-05 | 2019-07-25 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置及びマルチビーム音響測深装置 |
| CN110749888A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-02-04 | 广州赛特智能科技有限公司 | 一种基于超声波测距系统的测距方法 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP7223084A patent/JPH0968569A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104442554A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-25 | 中国人民解放军理工大学 | 一种汽车盲区检测及安全行驶方法与系统 |
| JP2017166880A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | フュージョン有限会社 | 音響測定装置、音響測定方法、マルチビーム音響測定装置及び開口合成ソナー |
| JP2018009853A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置、音響測深方法及びマルチビーム音響測深装置 |
| WO2018173148A1 (ja) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置及び音響測深方法 |
| JPWO2018173148A1 (ja) * | 2017-03-22 | 2019-03-28 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置 |
| JP2018010006A (ja) * | 2017-09-11 | 2018-01-18 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置、音響測深方法及びマルチビーム音響測深装置 |
| JP2019124703A (ja) * | 2019-04-05 | 2019-07-25 | 株式会社ＡｑｕａＦｕｓｉｏｎ | 音響測深装置及びマルチビーム音響測深装置 |
| CN110749888A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-02-04 | 广州赛特智能科技有限公司 | 一种基于超声波测距系统的测距方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |