JPS59111074A - 移動物体感知装置 - Google Patents

移動物体感知装置

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JPS59111074A
JPS59111074A JP57221512A JP22151282A JPS59111074A JP S59111074 A JPS59111074 A JP S59111074A JP 57221512 A JP57221512 A JP 57221512A JP 22151282 A JP22151282 A JP 22151282A JP S59111074 A JPS59111074 A JP S59111074A
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ultrasonic wave
frequency
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Masao Mizuno
水野 雅男
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Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • GPHYSICS
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    • 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
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08Systems for measuring distance only
    • G01S15/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S15/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
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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】 発明の背景 この発明は、超音波を用いて移動物体たとえば車両を感
知する装置に関する。
従来の超音波を用いた車両感知装置は、路面上方の所定
高さ位置に設置された超音波送受波器を含み、この超音
波送受波器から一定周期で間欠的にパルス状の超音波を
路面に向番プて送波し、路面または車両で反射して戻っ
てくる超音波を受波し、超音波が往復で−るのに要する
時間を計測することにより車両の有無を判定していた。
超音波を間欠的に送波しているのは、送波超音波と反射
して戻ってくる超音波との混同を避けるためであり、し
たがって超音波送波後、反射して戻って(る超音波の受
波を待って次の超音波が送波されなければならなかった
。このため超音波送波周期は比較的長い時間゛となり、
車両の速度が速い場合には正確な車両感知が期待できな
いという問題があった。たとえば、超音波送受波器が路
面から5 mの高さ位置に設置されているとすると、音
速を340m/sとすれば、超音波が路面との間を往復
するのに要する時間はおよそ30IllSである。車両
速度を1100K /h 、車長を4〜5mとすると、
この車両はおよそ150Iflsで車両検知地点を通過
する。したがって、超音波送波周期を30m5としたと
しても100Km /hで走行する車両に対しては最大
5点のサンプリングしか行なえないこととなる。サンプ
リング・データがすべて有効であるとは限らないから、
実際に(よ有効データは3点程度になるだろう。この程
度のサンプリング点数では、車両検知にもとづいて、車
両速度、車高などを測定する場合には大きな測定誤差が
現われる。
発明の要点 この発明の目的は、正確な移動物体感知、ひいては正確
な車両速度、車高などの測定、車両判別の可能な装置を
提供することにある。
この発明による移動物体感知装置は、連続的に周波数が
変化させられた超音波信号を発生ずる手段、この超音波
信号によって連続的に駆動される超音波送波器、移動物
体からの反射波を含む戻ってくる超音波を受波する超音
波受波器、超音波受波器の出)〕信号を周波数復調し、
周波数の変化分を表わす信号を取出す手段、および送波
超音波の周波数変化分を表わす信号と受波超音波の周波
数変化分を表わす信号とを比較して移動物体の有無を判
定する手段、を備えていることを特徴とする。
この発明においては、移動物体とりわけ車両を感知づる
ために超音波が連続的に送波され、移動物体、路面、車
両などからの反射超音波が連続的に受波されている。超
音波の連続送波、受渡は、超音波の周波数を連続的にた
とえば一定周期で変化させることにより可能となってい
る。移動物体に関する情報が連続的に得られ、それは移
動物体に関する正確な情報を表わしているから、移動物
体の正確な検知、ひいてはその形状の判定、速度等の計
測が可能となる。
この発明の他の特徴および詳しい構成は、以下の図面を
参照した実施例の説明において明らかになるだろう。
実施例の説明 この実施例は、この発明を車両感知に適用した場合を示
している。
第1図に、超音波送波器および受波器の配置が示されて
いる。路面(L)上方の所定高さHに、超音波送波器(
1) 85よび超音波受波器(2)が設けられ、かつ適
当な支持部材に固定されているっ送波器(1)からは超
音波が路面(L)に向けて送波され、受波器(2)は路
面(L)または車両(CΔ)で反則して戻ってくる超音
波を受波する。送波される超音波の周波数は、第2図に
実線で示すように、一定周期Tで連続的に変化している
。この実施例では、周波数の変化は時間に関して鋸歯状
波であるが、他の任意の波形を採用することができる。
周波数の変化周期Tは、超音波が送、受波器(1)およ
び(2)と路面(L)との間を往復するのに要する時間
、たとえば30m5以上であることが好ましい。超音波
周波数の上限と下限との間のl]は広い方が望ましいが
、坦在では、22〜30KI−1z&度の帯域1]にわ
たってほぼ一定の振幅(感度)で超音波を発生する(検
知する)超音波振動子がある。
第2図において、破線で示されている波形は受波器(2
)で受波された超音波信号の周波数の変化を示している
。路面(L)からの反射波は、超音波送波後、時間td
が経過したときに受波される。これに対して、車両(C
A)(車両の屋根)からの反射波は時間tv(<td)
後に受波される。音速をvS、送、受波器(1)(2)
と車両(CA)の屋根との間の距離をhとすると、次式
が成立する。
td=2H/Vs・・・・・・・・・(1)tv−2h
/VS  ・・・・・・・・・ (2)第2図に示寸送
波および受波の波形を比較することにより、車両(CA
)の有無および車両(CA)の縦断面形状が判定できる
ことが理解できよう。
第3図は車両感知装置の電気的な構成を、第4図はこの
電気回路の各ブロックの出力信号波形をそれぞれ示して
いる。
クロック信号発生回路(11)は一定周期Tの方形波信
号(a )を出力し、この信号(a )は積分回路(1
2)で鋸歯状波信号(b)に変換される。この信号(b
)は電圧制御発振回路(13)に入力する。電圧制御発
振回路(13)は、入力電圧に比例した周波数の信号を
出力する電圧/周波数変換機能をもつ。発振回路(13
)の出力信号(C)は電力増幅回路(14)に送られ、
この増幅回路(14)によって超音波送波器(1)が駆
動される。このようにして、一定周期Tで周波数が連続
的に変化するすなわち周波数変調された超音波が送波器
(1)から路面(L)に向けて送波される。
路面(L )または車両(CA)で反射し、受波器(2
)によって受波された超音波信号は電圧増幅回路(21
)で増幅されたのち11位相化比較路り22)に入力す
る。この位相比較回路(22)は、電圧制御発振回路(
24)の出力信号の位相と受波信号の位相とを比較し、
これらの位相差に応じた電圧信号を出力する。この位相
差成分は低域通過フィルタ(23)に送られその高周波
成分が除去される。フィルタ(23)の出力(d )は
電圧制御発振回路(24)の発振周波数を制御する。電
圧制御発振回路(24)、位相比較回路(22)および
低域通過フィルタ(23)は、フェイズ・ロックド・ル
ープ(PLL)を構成し、このPLLはここではFM復
調回路として用いられている。このようにして、受波信
号の周波数に比例した電圧信号(d )が得られる。
積分回路(12)の出力信号(b)は遅延回路(15)
において、上述の時間tdだけ遅延される。
この遅延された信号<e >と復調された信号(d )
とが差動増幅回路(25)に入力し、それらの差信号(
9)が得られる。この信号((1)は、超音波送波から
受波までの時間を表わしている。遅延時間tdは、送、
受波器(1)(2>と路面(L)との間の距離H@超音
波が往復するのに要する時間であるから、車両が存在し
ない場合には両信号(d )と(e)とは同形となり、
差信号(q )は零を表わすことになる。−ところが車
両(CA)が存在する場合には、信号(g)の波形は車
両(CA)の縦断面形状と相似形を示ず。信号(0)が
比較回路(26)において適当なスレシホールド・レベ
ルshで弁別されることにより、車両の存在を表わず検
知信号(1〉が得られる。
音速Vsは温度によって変化し、時間tdもそれに応じ
て変化づ゛る。周囲温度の変化、による誤動作を防止す
るために、遅延回路(15)の遅延時間tdの温度補償
を行なうようにすることが好ましい。しかしながら、ス
レシホールド・レベルS l+を温度変化による信号(
(1)のレベル変動を考慮して選定すれば、必ずしも温
度補償回路は必要ではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、超音波送、受波器の配置を示す図。 第2図は送波および受波の周波数の変化を示すタイム・
チャート、第3図は、車両感知装置の電気的構成を示す
ブロック図、第4図はこのブロック図の出力信号を示す
タイム・チャートである。 (1)・・・超音波送波器、(2)・・・超音波受波器
、(11)・・・クロック信号発生回路、(12)・・
・積分回路、(13)  (24)・・・電圧制御発振
回路、(15)・・・遅延回路、(22)・・・位相比
較回路、〈23)・・・低域通過フィルタ、(25)・
・・差動増幅回路、(26)・・・比較回路。 以  上 特許出願人  立石Nm  株式会社 第1図 第2図 時間 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 連続的に周波数が変化させられた超音波(8号を発生ず
    る手段、 この超音波信号によって連続的に駆動される超音波送波
    器、 移動物体からの反射波を含む戻ってくる超音波を受波づ
    °る超音波受波器、 超音波受波器の出力信号を周波数復調し、周波数の変化
    分を表わす信号を取出す手段、および 送波超音波の周波数変化分を表わす信号と受波超音波の
    周波数変化分を表わす信号とを比較して移動物体の有無
    を判定する手段、 を備えた移動物体感知装置。
JP57221512A 1982-12-16 1982-12-16 移動物体感知装置 Granted JPS59111074A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57221512A JPS59111074A (ja) 1982-12-16 1982-12-16 移動物体感知装置
US06/562,181 US4674069A (en) 1982-12-16 1983-12-16 System for collecting and processing data relating to moving bodies

Applications Claiming Priority (1)

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JP57221512A JPS59111074A (ja) 1982-12-16 1982-12-16 移動物体感知装置

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JPS59111074A true JPS59111074A (ja) 1984-06-27
JPH0419513B2 JPH0419513B2 (ja) 1992-03-30

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ID=16767870

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JPH0419513B2 (ja) 1992-03-30

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