JPH10253757A - Ultrasonic distance-measuring apparatus - Google Patents

Ultrasonic distance-measuring apparatus

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Publication number
JPH10253757A
JPH10253757A JP6558297A JP6558297A JPH10253757A JP H10253757 A JPH10253757 A JP H10253757A JP 6558297 A JP6558297 A JP 6558297A JP 6558297 A JP6558297 A JP 6558297A JP H10253757 A JPH10253757 A JP H10253757A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic sensor
ultrasonic
signal
sensor circuit
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP6558297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanao Fukunaga
誠直 福永
Yukinori Midorikawa
幸則 緑川
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10253757A publication Critical patent/JPH10253757A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic distance-measuring apparatus by which the existence of a failure can be diagnosed easily. SOLUTION: An ultrasonic distance-measuring apparatus is constituted of an ultrasonic sensor circuit 10, of a microcomputer 20 and of an alarm 25. An ultrasonic sensor 11, a high-pass filter(HPF) 12 which reduces a low-frequency signal from the ultrasonic sensor 11, an amplifier 13 which amplifies an output signal from the HPF 12, a comparator 14 and a transmission circuit 15 are installed at the ultrasonic sensor circuit 10. The ultrasonic distance- measuring apparatus monitors whether a dummy signal corresponding to receives waves to be output from the ultrasonic sensor 11 within 1msec since a transmission signal is output to the ultrasonic sensor circuit 10 is input us detected within 1msec or not. When the dummy signal is detected within 1msec, it is judged that the ultrasonic sensor circuit 10 is normal. When the dummy signal is not detected even after 1msec elapses, it is judged that the ultrasonic sensor circuit 10 is broken down, and the alarm 25 is operated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波により対象
物との距離を測定する超音波距離測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic distance measuring device for measuring a distance to an object by ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の超音波距離測定装置は、
超音波センサから対象物に向けて超音波を送信し、対象
物で反射された受信波を受信する際、超音波の送信を指
示する送信信号を超音波センサに出力してからその受信
波による受信信号を検出するまでの応答時間を計算し、
計算された応答時間に基づいて対象物までの距離を測定
している。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of ultrasonic distance measuring apparatus has
When transmitting an ultrasonic wave from the ultrasonic sensor toward the object and receiving a reception wave reflected by the object, a transmission signal instructing the transmission of the ultrasonic wave is output to the ultrasonic sensor, and then the ultrasonic wave is used. Calculate the response time until detecting the received signal,
The distance to the object is measured based on the calculated response time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、超音波距離測定装置に故障が発生していても、使用
者は簡単に故障かどうかを調べることができず、測定さ
れた対象物までの距離を正しいものとして扱っていた。
However, in the prior art, even if a failure has occurred in the ultrasonic distance measuring device, the user cannot easily check whether or not the ultrasonic distance measuring device has failed. Distance was treated as correct.

【0004】そこで、本発明は容易に故障の有無を診断
することができる超音波距離測定装置を提供することを
目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic distance measuring device capable of easily diagnosing the presence or absence of a failure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に記載の超音波距離測定装置は、
対象物に向けて超音波を送信すると共に、該対象物で反
射した受信波を受信する超音波センサを含み、該超音波
センサに前記超音波の送信を指示する送信信号を出力
し、前記受信波を受信することにより前記超音波センサ
から出力される受信信号を検出する超音波センサ回路
と、前記送信信号を出力してから前記受信信号を検出す
るまでの応答時間を計測し、該計測された応答時間に基
づいて、前記対象物までの距離を計算する計算手段とを
備えた超音波距離測定装置において、前記超音波センサ
は、前記送信信号を受けてから所定時間内に前記受信波
に相当するダミー信号を出力する機能を有し、該超音波
センサから出力される前記ダミー信号を、前記超音波セ
ンサ回路が所定時間内に検出しなかった場合、前記計算
手段は前記超音波センサ回路が故障であると診断するこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, an ultrasonic distance measuring apparatus according to claim 1 of the present invention comprises:
The ultrasonic sensor transmits an ultrasonic wave toward an object, and includes an ultrasonic sensor that receives a reception wave reflected by the object, outputs a transmission signal instructing the ultrasonic sensor to transmit the ultrasonic wave, and outputs the reception signal. An ultrasonic sensor circuit that detects a reception signal output from the ultrasonic sensor by receiving a wave, and measures a response time from outputting the transmission signal to detecting the reception signal. Based on the response time, the calculating means for calculating the distance to the object, the ultrasonic sensor, the ultrasonic sensor, the received wave within a predetermined time after receiving the transmission signal The ultrasonic sensor circuit has a function of outputting a corresponding dummy signal, and when the ultrasonic sensor circuit does not detect the dummy signal output from the ultrasonic sensor within a predetermined time, the calculating unit outputs the ultrasonic signal. And wherein the diagnosing and circuit is faulty.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の超音波距離測定装置の実
施形態について説明する。図1は実施の形態における超
音波距離測定装置の構成を示すブロック図である。超音
波距離測定装置は超音波センサ回路10、マイクロコン
ピュータ20および警報器25から構成される。超音波
センサ回路10には、超音波センサ11、超音波センサ
11からの低周波信号を低減するハイパスフィルタ(H
PF)12、HPF12からの出力信号を増幅する増幅
器13、比較器14およひ送信回路15が設けられてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an ultrasonic distance measuring apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic distance measuring device according to the embodiment. The ultrasonic distance measuring device includes an ultrasonic sensor circuit 10, a microcomputer 20, and an alarm 25. The ultrasonic sensor circuit 10 includes an ultrasonic sensor 11 and a high-pass filter (H) for reducing low-frequency signals from the ultrasonic sensor 11.
A PF) 12, an amplifier 13 for amplifying an output signal from the HPF 12, a comparator 14, and a transmission circuit 15 are provided.

【0007】送信回路15はマイクロコンピュータ20
からの送信信号にしたがって超音波センサ11に超音波
送信信号を出力する。超音波センサ11は送信回路15
からの超音波送信信号にしたがって障害物(対象物)に
向けて超音波を送信する共に、障害物で反射された受信
波を受信する。また、超音波センサ11は送信後所定時
間(本実施形態では1msec)以内に受信波に相当す
るダミー信号をHPF12に出力する。比較器14は増
幅器13からの出力信号が所定値(本実施形態では2.
5V)を越えたか否かを比較し、越えている場合、Hレ
ベル信号をマイクロコンピュータ20に出力する。
The transmission circuit 15 includes a microcomputer 20
An ultrasonic transmission signal is output to the ultrasonic sensor 11 in accordance with the transmission signal from. The ultrasonic sensor 11 is a transmission circuit 15
And transmits an ultrasonic wave toward an obstacle (object) in accordance with the ultrasonic transmission signal from the mobile phone, and receives a reception wave reflected by the obstacle. The ultrasonic sensor 11 outputs a dummy signal corresponding to a received wave to the HPF 12 within a predetermined time (1 msec in the present embodiment) after transmission. The comparator 14 determines that the output signal from the amplifier 13 is a predetermined value (2.
5V), and if so, an H level signal is output to the microcomputer 20.

【0008】マイクロコンピュータ20は周知のワンチ
ップマイクロコンピュータから構成されており、送信回
路15に送信信号を出力してから障害物で反射された受
信波を受信し比較器14の出力信号がHレベルになるま
での応答時間に基づいて障害物までの距離を測定する。
また、マイクロコンピュータ20は送信回路15に送信
信号を出力してから1msec以内にダミー信号により
比較器14の出力信号がHレベルになるか否かを判別
し、超音波センサ回路10の故障診断を行う。
The microcomputer 20 is composed of a well-known one-chip microcomputer. The microcomputer 20 outputs a transmission signal to the transmission circuit 15, receives a reception wave reflected by an obstacle, and outputs an H level signal from the comparator 14. The distance to the obstacle is measured based on the response time until.
Further, the microcomputer 20 determines whether or not the output signal of the comparator 14 becomes the H level within 1 msec after outputting the transmission signal to the transmission circuit 15 and diagnoses the failure of the ultrasonic sensor circuit 10. Do.

【0009】警報器25はマイクロコンピュータ20に
接続されており、マイクロコンピュータ20からの警報
器作動信号にしたがって警報を発する。
The alarm device 25 is connected to the microcomputer 20 and issues an alarm in accordance with an alarm device activation signal from the microcomputer 20.

【0010】図2はマイクロコンピュータ20内に組み
込まれた距離測定プログラムの処理手順を示すフローチ
ャートである。まず、マイクロコンピュータ20は送信
回路15に送信信号を出力する(ステップS1)。その
後、超音波センサ回路10が故障しているか否かを判別
する故障診断処理を行う(ステップS2)。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a distance measurement program incorporated in the microcomputer 20. First, the microcomputer 20 outputs a transmission signal to the transmission circuit 15 (Step S1). Thereafter, a failure diagnosis process is performed to determine whether the ultrasonic sensor circuit 10 has failed (step S2).

【0011】図3はステップS2における故障診断処理
手順を示すフローチャートである。まず、超音波センサ
11から出力されるダミー信号により比較器14の出力
信号がHレベルになったか否かを判別する(ステップS
11)。比較器14の出力信号がHレベルになった場
合、超音波センサ回路10が正常であるとしてそのまま
処理を終了する。一方、比較器14の出力信号がHレベ
ルにならない場合、送信信号を出力してから所定時間
(本実施形態では1ms)が経過したか否かを判別する
(ステップS12)。所定時間が経過していない場合、
ステップS11の処理に戻り、所定時間が経過している
場合、警報器作動信号を警報器25に出力し(ステップ
S13)、処理を終了する。
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the failure diagnosis process in step S2. First, it is determined whether or not the output signal of the comparator 14 has become H level based on the dummy signal output from the ultrasonic sensor 11 (step S).
11). When the output signal of the comparator 14 becomes H level, the process is terminated assuming that the ultrasonic sensor circuit 10 is normal. On the other hand, when the output signal of the comparator 14 does not become the H level, it is determined whether or not a predetermined time (1 ms in the present embodiment) has elapsed since the output of the transmission signal (step S12). If the specified time has not passed,
Returning to the process of step S11, if the predetermined time has elapsed, an alarm device operation signal is output to the alarm device 25 (step S13), and the process ends.

【0012】このように、超音波センサ回路10に故障
が発生した場合、比較器14の出力信号が1msec以
内にHレベルにならないので、マイクロコンピュータ2
0は警報器作動信号を警報器25に出力し、図2の処理
プログラムに戻る。一方、故障が発生していない場合、
そのまま図2の処理プログラムに戻る。
As described above, when a failure occurs in the ultrasonic sensor circuit 10, the output signal of the comparator 14 does not become H level within 1 msec.
0 outputs an alarm activation signal to the alarm 25, and returns to the processing program of FIG. On the other hand, if no failure has occurred,
The process returns to the processing program of FIG.

【0013】そして、送信信号を出力してから障害物で
反射された受信波が受信されるまでの応答時間を計算し
(ステップS3)、応答時間から距離を計算する(ステ
ップS4)。この後、送信信号を出力する間隔を所定時
間(本実施形態では25msec)にするための時間調
整を行い(ステップS5)、ステップS1の処理に戻
る。
Then, a response time from when the transmission signal is output to when the reception wave reflected by the obstacle is received is calculated (step S3), and a distance is calculated from the response time (step S4). Thereafter, a time adjustment is performed to set the interval for outputting the transmission signal to a predetermined time (25 msec in this embodiment) (step S5), and the process returns to step S1.

【0014】このように、本実施形態の超音波距離測定
装置では、超音波センサ回路10に送信信号を出力して
から1msec以内に超音波センサ11から出力される
受信波に相当するダミー信号を1msec以内に検出し
たか否かを監視し、1msec以内にダミー信号を検出
した場合、超音波センサ回路10は正常であると判断
し、1msecを経過してもダミー信号を検出しなかっ
た場合、超音波センサ回路10が故障していると判断し
て警報器25を作動させる。これにより、超音波センサ
回路10の故障診断を簡単に行うことができる。
As described above, in the ultrasonic distance measuring apparatus of the present embodiment, the dummy signal corresponding to the received wave output from the ultrasonic sensor 11 within 1 msec after the transmission signal is output to the ultrasonic sensor circuit 10 is output. It monitors whether or not it has been detected within 1 msec. If a dummy signal is detected within 1 msec, the ultrasonic sensor circuit 10 is determined to be normal. If no dummy signal is detected even after 1 msec has elapsed, When it is determined that the ultrasonic sensor circuit 10 is out of order, the alarm 25 is activated. Thus, the failure diagnosis of the ultrasonic sensor circuit 10 can be easily performed.

【0015】尚、上記故障診断プログラムは、使用者に
よって距離測定が指示された時、あるいはタイマ処理に
より所定時間毎に実行されるようにすることができる。
The failure diagnosis program can be executed when a distance measurement is instructed by a user or at predetermined time intervals by a timer process.

【0016】また、車両に搭載される場合、測定された
前方車両との距離が正しいか否かを即座に確認できる。
Further, when the vehicle is mounted on a vehicle, it is possible to immediately confirm whether or not the measured distance to the vehicle ahead is correct.

【0017】さらに、故障が発生していない場合にだけ
距離を測定し、故障が発生している場合には距離測定を
省くようにすることも可能である。
Further, it is also possible to measure the distance only when no failure has occurred, and to omit the distance measurement when a failure has occurred.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明の請求項1に記載の超音波距離測
定装置によれば、対象物に向けて超音波を送信すると共
に該対象物で反射した受信波を受信する超音波センサ
に、超音波センサ回路により前記超音波の送信を指示す
る送信信号を出力し、前記受信波を受信することにより
前記超音波センサから出力される受信信号を検出し、計
算手段により前記送信信号を出力してから前記受信信号
を検出するまでの応答時間を計測し、該計測された応答
時間に基づいて、前記対象物までの距離を計算する際、
前記超音波センサが前記送信信号を受けてから所定時間
内に前記受信波に相当するダミー信号を出力し、該超音
波センサから出力される前記ダミー信号を、前記超音波
センサ回路が所定時間内に検出しなかった場合、前記計
算手段は前記超音波センサ回路が故障であると診断する
ので、超音波センサを含む超音波センサ回路の故障の有
無を容易に診断することができる。
According to the ultrasonic distance measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, an ultrasonic sensor that transmits an ultrasonic wave toward an object and receives a reception wave reflected by the object is provided. An ultrasonic sensor circuit outputs a transmission signal instructing transmission of the ultrasonic wave, detects a reception signal output from the ultrasonic sensor by receiving the reception wave, and outputs the transmission signal by calculation means. After measuring the response time until the reception signal is detected, based on the measured response time, when calculating the distance to the object,
The ultrasonic sensor outputs a dummy signal corresponding to the reception wave within a predetermined time after receiving the transmission signal, and the ultrasonic sensor circuit outputs the dummy signal output from the ultrasonic sensor within a predetermined time. Otherwise, the calculating means diagnoses that the ultrasonic sensor circuit is faulty, so that it is possible to easily diagnose whether or not the ultrasonic sensor circuit including the ultrasonic sensor has a fault.

【0019】しかも、対象物までの距離を測定する前に
故障の有無を診断するので、使用者は測定された距離が
正しいものであるか否かを即座に知ることができる。
Furthermore, since the presence or absence of a failure is diagnosed before measuring the distance to the object, the user can immediately know whether or not the measured distance is correct.

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

【図1】実施の形態における超音波距離測定装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic distance measuring device according to an embodiment.

【図2】マイクロコンピュータ20内に組み込まれた距
離測定プログラムの処理手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a distance measurement program incorporated in the microcomputer 20.

【図3】ステップS2における故障診断処理手順を示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a failure diagnosis processing procedure in step S2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 超音波センサ回路 11 超音波センサ 20 マイクロコンピュータ 25 警報器 10 Ultrasonic Sensor Circuit 11 Ultrasonic Sensor 20 Microcomputer 25 Alarm

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に向けて超音波を送信すると共
に、該対象物で反射した受信波を受信する超音波センサ
を含み、 該超音波センサに前記超音波の送信を指示する送信信号
を出力し、前記受信波を受信することにより前記超音波
センサから出力される受信信号を検出する超音波センサ
回路と、 前記送信信号を出力してから前記受信信号を検出するま
での応答時間を計測し、該計測された応答時間に基づい
て、前記対象物までの距離を計算する計算手段とを備え
た超音波距離測定装置において、 前記超音波センサは、前記送信信号を受けてから所定時
間内に前記受信波に相当するダミー信号を出力する機能
を有し、 該超音波センサから出力される前記ダミー信号を、前記
超音波センサ回路が所定時間内に検出しなかった場合、
前記計算手段は前記超音波センサ回路が故障であると診
断することを特徴とする超音波距離測定装置。
1. An ultrasonic sensor for transmitting an ultrasonic wave toward an object and receiving a reception wave reflected by the object, comprising: a transmitting signal for instructing the ultrasonic sensor to transmit the ultrasonic wave; An ultrasonic sensor circuit for outputting and detecting a reception signal output from the ultrasonic sensor by receiving the reception wave, and measuring a response time from outputting the transmission signal to detecting the reception signal. An ultrasonic distance measuring device comprising: a calculating unit that calculates a distance to the object based on the measured response time; wherein the ultrasonic sensor receives the transmission signal within a predetermined time. Having a function of outputting a dummy signal corresponding to the received wave, when the ultrasonic sensor circuit does not detect the dummy signal output from the ultrasonic sensor within a predetermined time,
The ultrasonic distance measuring device, wherein the calculating means diagnoses that the ultrasonic sensor circuit is out of order.
JP6558297A 1997-03-05 1997-03-05 Ultrasonic distance-measuring apparatus Pending JPH10253757A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103644870A (en) * 2013-11-28 2014-03-19 国家电网公司 High-precision wireless displacement test monitoring device
CN104077879A (en) * 2013-09-02 2014-10-01 国家电网公司 Electrification alarm
EP3118650A1 (en) 2015-07-17 2017-01-18 Pepperl + Fuchs GmbH Ultrasonic measuring device and method for determination the change in the amplitude of an ultrasonic signal
EP3118649A1 (en) 2015-07-17 2017-01-18 Pepperl + Fuchs GmbH Ultrasound distance measuring device and method for the determination of the distance of an object that produces an echo

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