JPS58109868A - 超音波ドップラセンサの信号処理装置 - Google Patents

超音波ドップラセンサの信号処理装置

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JPS58109868A
JPS58109868A JP20828981A JP20828981A JPS58109868A JP S58109868 A JPS58109868 A JP S58109868A JP 20828981 A JP20828981 A JP 20828981A JP 20828981 A JP20828981 A JP 20828981A JP S58109868 A JPS58109868 A JP S58109868A
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JP
Japan
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signal
doppler
noise
circuit
wave
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JP20828981A
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JPS644636B2 (ja
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Akio Sato
明男 佐藤
Yoshiyuki Omoto
吉之 岡本
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Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波を使用し次ドツプラセンサの信号処理方
式に関するものである。
この種のドツプラセンサにおいては、一般に送信波は連
続送信し、被測定の車が通過時に車からの反射波を受信
し、その受信波からドツプラ波を取p出し喪後信号処理
をし、ドツプラ周波数を求めるという方式が採られてい
る。
すなわち、送波器から車の進行方向と−の角度をなすよ
うに送波され九音波は速度Vで進行する車両で反射され
、反射波となり、受渡器で受波される。このとき、反射
波の送波に対する周波数偏移量(ドツプラ周波数)fd
は一般に次式で4見られる0 2f、鳩。、# f d−c v、。、θ ここで、  fo: 送液周波数(H3)C: 音速(
m/we) ■ : 車両速度Ctnl■) # : 音波の進行方向と車両進行 方向の角度 したがって、角度Iが既知であれば、周波数偏移量fa
 を測定することによって、車両速度Vを上式によって
求めることができるot+、これから言えることは、同
一の車両速度Vであっても角度0の値によって、周波数
偏移量fdは異なってくると言うことである。
こζで、超音波帯域雑音が混入した場合、信号処理部で
雑音除去処理かはどこされていても、正常な受信波と同
じ状態の音波が受信され次場合には正常な信号と判断し
、出力される場合がある。
′ しかして、今までは、本質的に超音波帯域雑音に対
する誤検出はある程度やむをえないとされていた。
一方、この種の超音波ドツプラセンサの信号処理方式に
おいては、雑音処理部を設け、瞬間的な雑音の除去を行
うという手段が採られているが、雑音レベルが大きい場
合、ある程度連続した雑音の場合には、雑音処理部で除
去できない。すなわち、信号に雑音が加えられ良形とな
9、この場合に誤検出になるという欠点があった。
本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共に、かかる欠点を除去すべくなされ友もので、その目
的は超音波を使用し九ドツプラセンサで超音波帯域雑音
と信号データとを明確に区別することかで自る超音波ト
ップ2センサの信号処理方式を提供することにある。
このような目的を達成する九めに、本発明は、雑音の内
容を調べ、正しい雑音を知るために超音波の送信を途中
で断続し、受信は外来雑音のみを受信できるようになし
、その超音波帯域雑音を検定計測し、計測された雑音と
信号とを比較し、雑音混入の度合いを探索して正しい信
号を見分は正しいドツプラ信号を得るようにしたもので
、以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は本発明による超音波ドツプラセンサの信号処理
方式の一実施例を示すブロック図で、説明に必要な部分
のみを示す。
図において、1は超音波を音波に変換し、被測定の車両
(図示せず)へ送波する送波器、2は車両からの反射波
である受信波を電気信号に変換する受波器、3は超音波
送信の出力電力を上げる丸めの第1の増幅器、4は送信
周波数の基準器である基準発振器11からの出力を計数
し、超音波の20KHzの基準送信周波数を作成するカ
ウンタで、このカウンタ4は後述するドツプラ波検定回
路の出力によってそのオン・オフ動作が制御され、その
出力は第1の増幅器3に入力するように構成されている
5は受渡器2からの電気信号の利得を増幅する第2の増
幅器、6は不要周波数帯域除去用の第1帯域F波器で、
この第1の帯域F波器6は第2の増幅器5の出力を入力
とし、その帯域周波数は23に迅±3 KH,(20K
H,〜26KHN)になるように設定されている。7は
カウンタ4からの送信信号とfslの帯域P波器6より
の受信信号とを混合し両信号を積変調する混合器(ミキ
サ)、8拡ミキサTによって積変調された信号からドツ
プラ周波数を取り出すための第2の帯域P波器で、その
周波数帯域は10^0h〜 5KH,に設定されている
。9は第2の帯域P波器8からのアナログのトップ2信
号をディジタルのドツプラ信号に変換する波形整形回路
、1oは第2の帯域P波器8からのドッグ2周波数をレ
ベル検出し、感知入力信号とする整流回路である。
11は基準発振器、12は波形整形回路9からのドツプ
ラ信号と整流回路10よ夕の感知入方信号を入力としそ
の信号中に含まれる単発的雑音を除去する雑音処理回路
、13は雑音処理回路12の出力を入力とし雑音を検定
する雑音計測回路、14は雑音計測回路13の出力を入
力とし計測さ扛た雑音と信号とを比較し雑音混合の度合
を探索して正しい信号を見分け、かつ上記カウンタ4の
オン・オフ動作を制御し送信信号の送信を断続するよう
に制御するドツプラ波検定回路、15はドツプラ波検定
回路14によってドツプラ検定後ドッグラバルス幅をド
ツプラ周波数に変換するドツプラ周波数計測回路、16
はドツプラ周波数計測回路15の出力を入力とし、温度
補正および送受波器の取付角度補正をドツプラ周波数に
はどこす定数補正回路、17は定数補正回路16の出力
を入力としドッグ2周波数を速度に変換する速度変換回
路で、これらは信号処理11s111を構成し、その出
力部19には速度出力、感知出力が得られるように構成
されている0 そして、ドツプラ波検定回路14の出力によってオン・
オフ動作が制御されるカウンタ4との接続は、カウンタ
4のクリア端子を電気的に作用することによってカウン
タ4の動作をオン・オフ制御することができるように構
成されている。
つぎkこの第1図に示す実施例の動作を第2図乃至第4
図を参照して説明する。まず、信号処理部18における
基準発振器11からの出力をカウンタ4によって計数し
、超音波の基準周波数20KH,を作成する。この基準
周波数20KH!m音波は第1の増幅器8で増幅され、
その増幅され九超音波送信の出力電力は送信部の送波器
1を介して目的方向に向けて投射される。そして、送信
波は被測定の車両で反射され、受信波となり、受信部の
受波器2で受波されて電気信号に変換され、その出力は
所要の利得を有する第2の増幅器5に入9増幅される。
この第2の増幅器5の出力は16KHz 〜 20KH
,の周波数帯域を有する第1の帯域P波器6で不要周波
数帯域が除去され、その出力は14すTに入りカウンタ
4よりの20KH。
の基準周波数と混合され、このミキサ1において送信信
号と受信信号を積変調し、1oo、mz〜5IQ(、の
周波数帯域を有する第2の帯域ろ波器8で積変調された
信号からトップ2周波数を抽出し、その抽出されたアナ
ログのドツプラ信号は波形整形回路9に入力しディジタ
ルのドツプラ信号に変換されると共に、整流回路10に
入力しドツプラ周波数をレベル検出し感知入力信号とす
る0このようにして得られた波形整形回路9からのドツ
プラ信号および整流回路10よりの感知入力信号は次段
の信号処理81Bに導入され、所要の信号処理が行なわ
れる0 まず、送信部の送波器1から20 KH,の超音波を送
出すると、その送信波は車両に尚って反射され、反射波
となる0そして、この車からの反射波を受信部の受渡器
2で受け、ドツプラ信号処理を行う場合、ドツプラ波検
定回路14でドツプラ波検定後、カウンタ4のオン・オ
フ動作を制御して送信波を一時停止させ、受信部は外来
雑音のみを受信できるようにする0この送信波を一時停
止させる周期は40〜50m−である0 さて、雑音処理回路12で上記ドツプラ信号および感知
入力信号から単発的雑音を除去した後にその出力は雑音
計測回路13に入力する0第2図は受信波の波形を示す
動作説明図で、■は第1回目のドツプラ検定周波数でこ
れt f d+とし、Nは検定された超音波帯域雑音の
ドツプラ検定周波数でこれ’1fdNとし、■は第2回
目のドツプラ検定周波数でこれをfd、とする。そして
、雑音計測回路13においては、この第2図に示す超音
波帯域雑音のドツプラ検定周波数fdN f次のような
方法で検定する0 すなわち、ドツプラ受信入力の波形を示す動作説明図で
ある第3図に示すような入力において、G()  It
>   を鵞 1<K  の場合、tl+を冨/2=T
t(ロ)  ITS   ts  I≦K の場合、T
l + tl /2=T1e→ l’rm   tal
<K  の場合、Tm +t4/2=Tsに) ITs
   ti  l<K  の場合、Ta /ls /2
 =T4こOようにして、(イ)〜に)の連続′4回K
(判定値)以内の判定に合格し九場合にTmとし、この
Tmを基準値とする。そして、その彼、 に) lT、−t・ l<K (へ)IT4 tyl≦K (つ IT<’tx畠1<K と基準値T4とドツプラ受信入力tnを例えば8同順次
比較し、すべての条件が満足されれば、T4をドツプラ
波とする0 このようなドツプラ検定を行なうことにより、単発的な
雑音は判定値に不合格となって除去されるO このようにして、雑音計測回路13で単発的雑音の検定
を行い、その出力はドツプラ波検定回路14に入力し、
ドツプラ波が検定され、その出力は雑音計測回路13に
よって計測された雑音と信号とを比較し雑音混入の度合
を探索して正しい信号を見合ける。
第4図は送信波および受信波の波形を示す動作説明図で
、Sは送信波を示したものであり、Rは受信波を示した
ものである0この第4図において第2図と同一符号のも
の線相当部分を示し、TI。
は第1回送信、T3・は第2回送信を示す。そして、■
fan 、QDtaa Idそれぞれ第3,4回目のド
ツプラ検定周波数を示す。なお、Tは送信波を一時停止
させる周期を示し、この周期TFi例えば50W&口で
ある。
そして、まず、 IfdドfdN l≦ α(定数〕 の場合は第1回目のドツプラ検定周波数fdtが超音波
帯域雑音Nのドツプラ検定周波数f、IHと同等もしく
は相似していると考え、この第1回目のドツプラ検定周
波数fdlは1不合格lと判定する。
つぎに、ドツプラ検定回路14によってカラ/り4の動
作をオンとなるように制御して再送信を行い、第2回目
のドツプラ周波数を検定する。このとき、すでに超音波
帯域雑音Nが検出され記憶されている九め、前述の第1
回目と同様に第2回目のドツプラ検定周波数fdl  
と超音波帯域雑音Nのドツプラ検定周波数fHを比較す
る。
このようにして、正常なドツプラ波社超音波帝域緘音N
と異なっているため、順次比較し、l tan −ta
x Dα(定数〕 の条件を満足すれば、その回のドツプラ検定周波数を1
合格1と判定し、正しい信号を見分けることができる。
また、 l tal−fdxl)α(定数) と超音波帯域雑音Nのドツプラ検定周波数fdN示1な
い′場合には、当然ドツプラ検定周波数fd、が正常な
ドツプラR波数となる。
このようにして得らnたドツプラ信号はドツプラ周波数
計測回路15に入力し、そのドラプラノ(ルスatドツ
プラ周波数に変換した後、定数補正回路16によって温
度補正および送受波器の堆付角度補正をドッグ2周波数
にほどこし、さらに、速度変換回路11によってそのド
ツプラ周波数を速度に変換することによシ、出力部19
には所要の速度出力および感知出力が得られるOこのよ
うに、本発明は、雑音の内容を調らぺ正しい雑音を知る
丸め、送信信号を一時停止させ、受信は外来雑音だけを
受信できるようになし、その雑音を計測するように構成
され、そして、計測され九雑音と信号とを比較し、雑音
混入の度合を探索し、正しい信号を見分けるように構成
されているので、超音波帯域雑音と信号データとを明確
に区別することができる。
以上説明したように、本発明によれば、超音波帯域雑音
と信号データとを明確に区別することがで自るので、実
用上の効果は極めて大である。
また、雑音の内容を調べ正しい雑音を知る丸めに送信を
停止させ、受信は外来雑音だけを受信できるようにし、
その雑音を計測した後、その計測された雑音と信号とを
比較し、雑音混入の度合いをさぐり、正しい信号を見分
けるようにしたものであるから、超音波帯域雑音に対す
る誤検出を取り除くことができるという点において極め
て有効である。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による超音波ドラグラセンサの信号処理
方式の一実施例を示すブロック図、第2図、第3図およ
び第4図は第1図の動作説明図である。 1・・・・送波器、2・・・・受波器、4−・・・カウ
ンタ、1・・T111混合器、9・・・−波形整形回路
、10s・拳・整流回路、11・#φ・基準発振器、1
2・・・・雑音処理回路、13・・・・雑音計測回路、
14−拳骨・ドツプラ波検定回路、15・・・・ドツプ
ラ周波数計測回路、16・・・・定数補正回路、17・
・・・速度変換回路0 特許出願人 株式会社 京三製作所 代理人山川政樹(ほか1名]

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 送信信号の超音波を音波に変換した後車両に投射する送
    波器と、前記車両からの反射波を受波しその受信波を電
    気信号に変換する受波器と、前記送信信号と前記受波器
    からの受信信号を積変調する混合器とを備え、この混合
    器によって積変調された信号からドツプラ周波数を抽出
    し、そのアナログのドツプラ信号をディジタルのドツプ
    ラ信号に変換し、かつ前記ドツプラ周波数をレベル検出
    して感知入力信号とし、前記ディジタルのドツプラ信号
    および前記感知入力信号に基いて信号処理を行う超音波
    ドツプラセンサの信号も理方式において、前記ドツプラ
    信号および感知入力信号から単発的雑音を除去する雑音
    処理回路と、この雑音処理回路の出力を入力とし雑音を
    検定する雑音計測回路と、この雑音計測回路によって計
    測された雑音と信号とを比較し雑音混入の度合を探索し
    て正しい信号を見分けかつ前記送信信号の送信を断続す
    るように制御するドツプラ波検定回路と、このドツプラ
    波検定回路によって得られたドツプラパルス幅をドツプ
    ラ周波数に変換するドツプラ周波数計測回路と、このド
    ツプラ周波数計測回路の出力を入力とし温度補正および
    送受波器の取付角度補正をドツプラ周波数にtlどこす
    定数補正回路と、この定数補正回路の出力を入力としド
    ツプラ周波数を速度に変換する速度変換回路とを具備し
    、超音波の送信を途中に断続し、超音波帯域雑音を検定
    し、雑音が混入し九場合の受信波から正しいドツプラ信
    号を得るようにしたことを特命とする超音波ドツプラセ
    ンサの信号処理方式。
JP20828981A 1981-12-23 1981-12-23 超音波ドップラセンサの信号処理装置 Granted JPS58109868A (ja)

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JPS644636B2 JPS644636B2 (ja) 1989-01-26

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60129677A (ja) * 1983-12-19 1985-07-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The ソ−ダ−装置
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