JPS5968687A - 超音波物体検出装置 - Google Patents
超音波物体検出装置Info
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- JPS5968687A JPS5968687A JP17958982A JP17958982A JPS5968687A JP S5968687 A JPS5968687 A JP S5968687A JP 17958982 A JP17958982 A JP 17958982A JP 17958982 A JP17958982 A JP 17958982A JP S5968687 A JPS5968687 A JP S5968687A
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- Japan
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- voltage
- wave
- reflected signal
- waveform
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
- G01S7/527—Extracting wanted echo signals
- G01S7/5276—Extracting wanted echo signals using analogue techniques
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (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。
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た物体検出装置に関するもので
あり９例えば車両等の後方物体の検知装置等に関する。
あり９例えば車両等の後方物体の検知装置等に関する。
従来超音波パルスを空間に発射して９％定空間に存在す
る物体を検出することを目的とした超音波物体検出装置
は多数提案されている。この方式は送波器より発射した
超音波パルスが物体に当たり反射した反射波を受波器に
て受信し、電気信号に変換し、超音波発射時からの時間
遅れを測定することにより、物体迄の距離を測る方式の
ものが多い。然るに、従来方式の問題点きして、送波器
から出るパルスを直接受波器で受信してしまういわゆる
直接波廻り込み現象があり、受信回路が誤動作する問題
があった−０即ち一般的に送波器と受波器は近接して配
置されることが多く、さらに機器を小形に構成すること
は極めて困難であった。
る物体を検出することを目的とした超音波物体検出装置
は多数提案されている。この方式は送波器より発射した
超音波パルスが物体に当たり反射した反射波を受波器に
て受信し、電気信号に変換し、超音波発射時からの時間
遅れを測定することにより、物体迄の距離を測る方式の
ものが多い。然るに、従来方式の問題点きして、送波器
から出るパルスを直接受波器で受信してしまういわゆる
直接波廻り込み現象があり、受信回路が誤動作する問題
があった−０即ち一般的に送波器と受波器は近接して配
置されることが多く、さらに機器を小形に構成すること
は極めて困難であった。
これを解決する方法として従来は廻り込み波の存在する
時間のみ受信回路の動作を中１所はせ、その期間をカッ
トさせていた。即ちこれを第２図で説明すると、送波器
３から発射された超音波は物体１５に反射して再び受波
器６へ反射波１６となって戻ってくるが、わずかではあ
るが直接送波器３から受波器６へ廻り込み波１７がある
。この量は送波器６から発射される全エネルギーに対し
てごくわずかではあるが、送波器３と受波器６が近い為
に検出電気信号としては相当大きく、正規の反射信号電
圧に対して無視でき遅い。従ってこの廻り込み波１７を
極力減少させる様な構造とするとともに電気的にも廻り
込み波１７を除去する必要がある。
時間のみ受信回路の動作を中１所はせ、その期間をカッ
トさせていた。即ちこれを第２図で説明すると、送波器
３から発射された超音波は物体１５に反射して再び受波
器６へ反射波１６となって戻ってくるが、わずかではあ
るが直接送波器３から受波器６へ廻り込み波１７がある
。この量は送波器６から発射される全エネルギーに対し
てごくわずかではあるが、送波器３と受波器６が近い為
に検出電気信号としては相当大きく、正規の反射信号電
圧に対して無視でき遅い。従ってこの廻り込み波１７を
極力減少させる様な構造とするとともに電気的にも廻り
込み波１７を除去する必要がある。
本発明は上記問題点を解決するものであり本発明の目的
は極めて近距離布検出できる超音波物体検出装置を提供
するにある。すなわち、超音波発射後から所定時間作動
するタイマー回路と、同時間の経過とともに電圧が変化
する波形整形回路と。
は極めて近距離布検出できる超音波物体検出装置を提供
するにある。すなわち、超音波発射後から所定時間作動
するタイマー回路と、同時間の経過とともに電圧が変化
する波形整形回路と。
その出力電圧と反射信号電圧とを比較する比較回路とを
備えたものである。
備えたものである。
次に本発明について一実施例を以下図で説明する。第１
図は本発明のブロック図であり、１はタイミング回路で
あり一定周期のパルス電圧を発生する。２は増幅回路で
送波器３を充分駆動するように電力増幅する。４はタイ
ミング回路１の信号によって所定時間のみ動作するタイ
マー回路であり、波形整形回路５およびゲート回路１１
へ信号を供給する。波形整形回路５は超音波発射後から
電圧が時間の経過とともに変化する回路で、その時間が
タイマー回路４で制御される。６，７．８は各受波器、
増幅回路、検波回路であり、超音波の信号を電圧に変換
し増幅した後検波する。９は電圧比較回路であり、前記
超音波の反射信号電圧と波形整形回路５の出力に圧を比
較して大小関係を判別する回路、１０はノリノブフロッ
プ回路であり、タイミング回路１の出力でセットされ、
電圧比ｌ紋回路９の出力でリセットされる。１１はゲー
ト回路、１２は出力回路、１３はスピーカーである。
図は本発明のブロック図であり、１はタイミング回路で
あり一定周期のパルス電圧を発生する。２は増幅回路で
送波器３を充分駆動するように電力増幅する。４はタイ
ミング回路１の信号によって所定時間のみ動作するタイ
マー回路であり、波形整形回路５およびゲート回路１１
へ信号を供給する。波形整形回路５は超音波発射後から
電圧が時間の経過とともに変化する回路で、その時間が
タイマー回路４で制御される。６，７．８は各受波器、
増幅回路、検波回路であり、超音波の信号を電圧に変換
し増幅した後検波する。９は電圧比較回路であり、前記
超音波の反射信号電圧と波形整形回路５の出力に圧を比
較して大小関係を判別する回路、１０はノリノブフロッ
プ回路であり、タイミング回路１の出力でセットされ、
電圧比ｌ紋回路９の出力でリセットされる。１１はゲー
ト回路、１２は出力回路、１３はスピーカーである。
第２図は超音波による物体の検出状況を図示しだもので
あり、第１図と同じものは同一番号を付しである。１４
は送、受波器の指向性および保護を兼用したホーン、１
５は検出しようとする物体。
あり、第１図と同じものは同一番号を付しである。１４
は送、受波器の指向性および保護を兼用したホーン、１
５は検出しようとする物体。
１６は送波器６から発射された超音波パルスが物体１５
へ当たり反射してくる反射信号、１７は物体１５とは無
関係に直接送波器５から受波器６へ入りこむ廻り込み波
である。
へ当たり反射してくる反射信号、１７は物体１５とは無
関係に直接送波器５から受波器６へ入りこむ廻り込み波
である。
第５図は検出しようとする物体１５と送、受波器の距離
が変化した時の反射信号電圧の強度との関係を実測した
ものであり、（３）５０ｍｍ Ｘ ＋／Ｊ １０００ｍ
ｍのパイプを使用している。物体の形状によって若干差
があるが、いずれも距離が増大するに従って受波器６で
受信する電圧は反比例的に減少し、この関係は物体の大
きさが変っても同様な傾向を示す。
が変化した時の反射信号電圧の強度との関係を実測した
ものであり、（３）５０ｍｍ Ｘ ＋／Ｊ １０００ｍ
ｍのパイプを使用している。物体の形状によって若干差
があるが、いずれも距離が増大するに従って受波器６で
受信する電圧は反比例的に減少し、この関係は物体の大
きさが変っても同様な傾向を示す。
第４図は本発明による具体的な回路例であり。
前記と同一番号のものは同じものを示している。
図において１８はダイオード、１９はコンデンサ。
２０はそれと並列の抵抗、２１は電圧ＶＴＲの電池を各
示し、それらは直列に接続される。
示し、それらは直列に接続される。
第５図は前記第１図および第４図の回路を作動させた時
の各部の電圧波形等を図示したものである。図において
ｆａｉはタイミング回路１の出方波形。
の各部の電圧波形等を図示したものである。図において
ｆａｉはタイミング回路１の出方波形。
（ｂｌは増幅回路２の出力波形、（Ｃ）はタイ−７−回
路４の出力波形、（イ）は波形整形回路５の出力波形で
ありＶＴＨは直流電圧である。（θ）は受波器６で受信
した信号を増１幅回路７で増幅した後の出力波形で反射
信号電圧である。（ｆ）は検波回路８の出力波形であり
２図中（イ）は第２図の廻り込み波１７によるもの、（
ロ）は物体１５から反射してきた反射信号１６によるも
の、（ハ）は−）より遠方にある小さい物体によるもの
、に）はさらに遠方に存在する物体によるものであるが
、不必要な信号である。（２）は電圧比較回路９の出力
波形であり、前記第５図の（Ｊおよび「）のべ圧の大小
関係を判断して（ｆ）４圧の方が大きい場合に出力を「
高」状態にする。口はフリップフロップ回路１ｏの出方
波形である。
路４の出力波形、（イ）は波形整形回路５の出力波形で
ありＶＴＨは直流電圧である。（θ）は受波器６で受信
した信号を増１幅回路７で増幅した後の出力波形で反射
信号電圧である。（ｆ）は検波回路８の出力波形であり
２図中（イ）は第２図の廻り込み波１７によるもの、（
ロ）は物体１５から反射してきた反射信号１６によるも
の、（ハ）は−）より遠方にある小さい物体によるもの
、に）はさらに遠方に存在する物体によるものであるが
、不必要な信号である。（２）は電圧比較回路９の出力
波形であり、前記第５図の（Ｊおよび「）のべ圧の大小
関係を判断して（ｆ）４圧の方が大きい場合に出力を「
高」状態にする。口はフリップフロップ回路１ｏの出方
波形である。
次に本発明による動作を説明する。タイミング回路１に
より第５図（ａｌのようなパルスが発生されると増幅さ
れた波形は送波器５に印加され、空間へ超音波パルスと
なって発射される。発射された超音波パルスは直接受波
器乙に入る廻り込み波１７のため、これにょる出力電圧
が第５図（θ）（ｆｌの（（イ）として唄われる。従り
てこれを物体からの反射信号と判断して回路が誤動作す
るのを防止するため。
より第５図（ａｌのようなパルスが発生されると増幅さ
れた波形は送波器５に印加され、空間へ超音波パルスと
なって発射される。発射された超音波パルスは直接受波
器乙に入る廻り込み波１７のため、これにょる出力電圧
が第５図（θ）（ｆｌの（（イ）として唄われる。従り
てこれを物体からの反射信号と判断して回路が誤動作す
るのを防止するため。
従来はこの電圧が無くなる迄の時間（ＴＬ）だけ受信回
路系を殺していただめ、この期間に反射して返ってくる
近接物体は検知することが出来なかった。
路系を殺していただめ、この期間に反射して返ってくる
近接物体は検知することが出来なかった。
本発明ではこれを改良して近接物体でも支障なく検知で
きるものである。即ち、第６図に示すように検出装置と
物体との距離が近くなると物体から反射してくる反射信
号１５の出方は急激に大きくなる。従って、小さい物体
でも、近接時にはその反射信号は相当大きくなる。ここ
で電圧比較回路９の入力端子に入力電圧基準として第５
図■の様な波形を加え、他の入力端子に検波回路８の出
力波形を加える。第５図（山の様な波形を作る回路とし
ては例えば第４図に示す５の様な回路構成で実現するこ
とができる。即ち、タイマー回路４の出力が波形整形回
路５に印加されると、波形整形回路５内のダイオード１
８を通してコンデンサ１９は瞬間的に光取される。一方
コンデンサ１９と並列に抵抗２０が接続されている為に
、コンデンサ１９の両端電圧は指数関数的に減少してゆ
く。ここで直流電圧ＶＴＨが図示の様に接続されている
為、結局、波形整形回路の出力波形は第５図（ｄ）の様
になる。一方検波回路８の出力として得られる反射信号
も距離により第６図の様な傾向があるから、電圧比較回
路９の基準電圧を第５図（山の様に変化させ、受信回路
系の感度を近接時程悪くしておいても、相対的には関係
なくなり、物体が遠くでも。
きるものである。即ち、第６図に示すように検出装置と
物体との距離が近くなると物体から反射してくる反射信
号１５の出方は急激に大きくなる。従って、小さい物体
でも、近接時にはその反射信号は相当大きくなる。ここ
で電圧比較回路９の入力端子に入力電圧基準として第５
図■の様な波形を加え、他の入力端子に検波回路８の出
力波形を加える。第５図（山の様な波形を作る回路とし
ては例えば第４図に示す５の様な回路構成で実現するこ
とができる。即ち、タイマー回路４の出力が波形整形回
路５に印加されると、波形整形回路５内のダイオード１
８を通してコンデンサ１９は瞬間的に光取される。一方
コンデンサ１９と並列に抵抗２０が接続されている為に
、コンデンサ１９の両端電圧は指数関数的に減少してゆ
く。ここで直流電圧ＶＴＨが図示の様に接続されている
為、結局、波形整形回路の出力波形は第５図（ｄ）の様
になる。一方検波回路８の出力として得られる反射信号
も距離により第６図の様な傾向があるから、電圧比較回
路９の基準電圧を第５図（山の様に変化させ、受信回路
系の感度を近接時程悪くしておいても、相対的には関係
なくなり、物体が遠くでも。
近くでも検出することができることになる。又検出しな
くともよい程度の小さい物体による反射信号は第５図（
ｆｌのｅ→に示すように電圧も小さく、直流電圧ＶＴＲ
を適当に調整すれば検出することがない。この直流電圧
ＶＴＲは雑音等の微少入力電圧による誤動作や電圧変動
による微かな変動によって作動しない為に極めて重要な
ものである。
くともよい程度の小さい物体による反射信号は第５図（
ｆｌのｅ→に示すように電圧も小さく、直流電圧ＶＴＲ
を適当に調整すれば検出することがない。この直流電圧
ＶＴＲは雑音等の微少入力電圧による誤動作や電圧変動
による微かな変動によって作動しない為に極めて重要な
ものである。
一方廻り込み波１７による信号電圧は第５図（９の（イ
）の波形の如くなるが、（イ）波形は送波器３と受波器
６との距離が一般には近接して設置されている為、超音
波の帰路も第２図の１７の如く極めて短かく、従って超
音波発射直後に現れる。一方（Ｊ波形は超音波発射直後
は、コンデンサ１９の電圧が放電直後のだめ高＜ 、
（ｄ）波形の方が（ｆ′）の（イ）波形より犬きく、電
圧比較回路９の出力とじては廻り込み波１７はマスクさ
れた形となり出力されない。
）の波形の如くなるが、（イ）波形は送波器３と受波器
６との距離が一般には近接して設置されている為、超音
波の帰路も第２図の１７の如く極めて短かく、従って超
音波発射直後に現れる。一方（Ｊ波形は超音波発射直後
は、コンデンサ１９の電圧が放電直後のだめ高＜ 、
（ｄ）波形の方が（ｆ′）の（イ）波形より犬きく、電
圧比較回路９の出力とじては廻り込み波１７はマスクさ
れた形となり出力されない。
この関係をさらに詳細に示したものが第６図であり、第
５図の（至）波形と（９波形とを波高値及び時系列的に
合せて図示しである。同図において点線で示した波形（
ｆｌ（ホ）は、第５図ｆ波形において物体１５からの反
射信号−）がさらに装置へ近づいた様子を示したもので
、波高値が大きくなっている。この時、＋１７）（イ）
波形は（ｄ）波形より小さいだめ？ｈ電圧比較回路はマ
スクされて検知しないが（ｆ） ｔ１４波形は（イ）波
形より大きいため電圧比較回路９は動作して「高」出力
となる。従って物体１５の存在を検出することができる
。ここで、コンデンサ１９の放電曲線は、コンデンサ１
９と抵抗２０の値で決定されるから、廻り込み波１７の
大きさにより前記コンデンサ１９．又は抵抗２０の値を
連続的に可変できる様にすれば、前に述べたような動作
をさせることは可能である。
５図の（至）波形と（９波形とを波高値及び時系列的に
合せて図示しである。同図において点線で示した波形（
ｆｌ（ホ）は、第５図ｆ波形において物体１５からの反
射信号−）がさらに装置へ近づいた様子を示したもので
、波高値が大きくなっている。この時、＋１７）（イ）
波形は（ｄ）波形より小さいだめ？ｈ電圧比較回路はマ
スクされて検知しないが（ｆ） ｔ１４波形は（イ）波
形より大きいため電圧比較回路９は動作して「高」出力
となる。従って物体１５の存在を検出することができる
。ここで、コンデンサ１９の放電曲線は、コンデンサ１
９と抵抗２０の値で決定されるから、廻り込み波１７の
大きさにより前記コンデンサ１９．又は抵抗２０の値を
連続的に可変できる様にすれば、前に述べたような動作
をさせることは可能である。
一方、第５図（９波形において、遠方にある物体からの
反射信号はに）として検知されるが、所望の検出距離外
にあるため、タイマー回路４の出力波形にマスクされて
電圧比較回路９には出力されない。
反射信号はに）として検知されるが、所望の検出距離外
にあるため、タイマー回路４の出力波形にマスクされて
電圧比較回路９には出力されない。
以上述べた如く９本発明によれば、第６図のように廻り
込み波に接近ビだ物体からの反射信号が存在していても
廻り込み波はマスクされるだめ。
込み波に接近ビだ物体からの反射信号が存在していても
廻り込み波はマスクされるだめ。
物体からの反射信号のみを検出することができ。
又、電圧が時間の経過とともに除々に変化している為、
受信回路系の感度が急激に変化することがなく、送波器
、・受波器の近傍にある物体に対しても確実に検出でき
非検出範囲がないようにでき。
受信回路系の感度が急激に変化することがなく、送波器
、・受波器の近傍にある物体に対しても確実に検出でき
非検出範囲がないようにでき。
更に測定距離をタイマー回路で調整するので構成が簡単
となる等工業上優れた効果を有する。
となる等工業上優れた効果を有する。
第１図は本発明の一実施例による超音波物体検出装置の
ブロック図、第２図は同送波器、受波器と物体間の超音
波伝送経路説明図、第３図は同装置と物体間距離と超音
波強度の関係図、第４図は同要部の具体的回路図、第５
図は同装置各部の電圧波形図、第６図は同電圧波形図の
詳細図である。 ４・・・タイマー回路、 ９・・電圧比較回路。 ５・・波形整形回路、１７・・廻り込み波。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 θ ％ α Ｍ 勿 α １２０ ｇθ 名θ 〃θ匪
離（ｃｍ） 第４図
ブロック図、第２図は同送波器、受波器と物体間の超音
波伝送経路説明図、第３図は同装置と物体間距離と超音
波強度の関係図、第４図は同要部の具体的回路図、第５
図は同装置各部の電圧波形図、第６図は同電圧波形図の
詳細図である。 ４・・・タイマー回路、 ９・・電圧比較回路。 ５・・波形整形回路、１７・・廻り込み波。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 θ ％ α Ｍ 勿 α １２０ ｇθ 名θ 〃θ匪
離（ｃｍ） 第４図
Claims (1)
- 超音波発射後から所定時間作動するタイマー回路（４）
と、超音波発射後から時間の経過とともに電圧が変化す
る波形整形回路（５）と、該回路（５）の出力電圧と反
射信号電圧とを比較する電圧比較回路（９）とを備え、
該回路（５）の該時間をタイマー回路（４）で制御し、
その出力電圧によって廻り込み波（１７）の電圧をマス
クして反射信号電圧のみを取り出すことを特徴とする超
音波物体検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17958982A JPS5968687A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17958982A JPS5968687A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968687A true JPS5968687A (ja) | 1984-04-18 |
Family
ID=16068366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17958982A Pending JPS5968687A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968687A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61133993A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | カシオ計算機株式会社 | 自動伴奏装置 |
| JPH01177088A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-13 | Yamaha Corp | 自動伴奏装置 |
-
1982
- 1982-10-13 JP JP17958982A patent/JPS5968687A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61133993A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | カシオ計算機株式会社 | 自動伴奏装置 |
| JPH01177088A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-13 | Yamaha Corp | 自動伴奏装置 |
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